Почему мы должны доверять науке?

Перед вами видео лекции Наоми Орескес – профессора истории и естествознания Университета Сан-Диего. Вы можете посмотреть ее с субтитрами или же прочитать.

Ежедневно мы имеем дело с такими вещами, как изменение климата или безопасность вакцин, и ответы на эти вопросы опираются на научные данные. Учёные говорят нам о всемирном потеплении. Учёные утверждают, что вакцины безопасны. Но откуда нам знать, что они правы? Почему мы должны верить науке? На самом деле, многие из нас науке не верят.

Опросы населения неизменно показывают, что значительное число американцев не верят в потепление климата как результат деятельности человека, не верят в эволюцию путём естественного отбора, и не убеждены в безопасности вакцин.

«Прыжок веры»

Так почему же мы должны верить науке? Учёные не любят говорить о «вере» в науку. По сути они противопоставляют науку и веру, говоря о том, что субъективное мнение входит в область веры. Вера — нечто совершенно отличное от науки. Учёные сказали бы, что религия основана на вере или, может быть, на анализе пари Паскаля.

Блез Паскаль — математик 17-го века, который попытался применить научные рассуждения в вопросе, стоит ли верить в бога. Его пари гласило: если бога нет, но я решил в него верить, я ничего не теряю. Может, несколько часов по воскресеньям. Но если бог есть, а я в него не верю, тогда я в большой беде. Таким образом, Паскаль сказал, что в бога лучше верить. Или, как сказал мой коллега-профессор: «Он ухватился за поручень веры». Он совершил «прыжок веры», оставив науку и рационализм позади.

Фактически, для многих из нас заявления науки — это «прыжок веры». В большинстве случаев мы не в состоянии судить о научных данных самостоятельно. То же верно и для большинства самих учёных, когда речь идёт о вещах вне их специализации.

К примеру, геолог не сможет объяснить, безопасна ли вакцина. Большинство химиков не являются экспертами в теории эволюции. Физик не может вам сказать, несмотря на заявления некоторых из них, действительно ли курение вызывает рак. Если даже сами учёные вынуждены совершать «прыжок веры» за рамками своей специализации, почему тогда они соглашаются с утверждениями своих коллег? Почему они доверяют выводам друг друга? И доверять ли нам этим выводам?

Гипотетический дедуктивный метод и его недостатки

Я хочу сказать, что да, мы должны им доверять, но не по той причине, о которой думают многие из нас. Большинству из нас было сказано в школе, что мы должны верить науке из-за научного метода. Нам говорили, что учёные следуют какому-то методу, и этот метод гарантирует истинность их утверждений. Этот метод, про который нам рассказывали в школе — назовём его «методом из учебников» — гипотетический дедуктивный метод.

Согласно стандартной модели, модели из учебников, учёные разрабатывают гипотезу, делают выводы о возможных результатах и затем задаются вопросом: «Верны ли наши выводы?» Можно ли это наблюдать в мире природы? И если выводы подтвердились, учёные говорят: «Отлично, теперь мы знаем, что гипотеза верна».

В истории науки есть много известных примеров, когда учёные поступали именно так. Один из самых знаменитых примеров — работа Альберта Эйнштейна. Когда Эйнштейн работал над общей теорией относительности, одним из выводов его теории было то, что пространственно-временной континуум — это не просто вакуум, он имеет структуру. И эта структура искривляется в присутствии таких крупных объектов, как Солнце. Если бы эта теория была верна, это бы означало, что свет, проходя возле Солнца, должен искривляться в его сторону.

Это предсказание было довольно ошеломляющим, и потребовалось несколько лет, прежде чем учёные смогли проверить его. Но они это сделали в 1919 году, и — о чудо! — всё подтвердилось. Свет звёзд действительно искривляется, путешествуя вокруг Солнца. Это было убедительное подтверждение теории. Его посчитали доказательством истинности этой радикальной новой идеи, и об этом детально писали в газетах по всему свету.

Иногда эту теорию или модель называют дедуктивно-номологической моделью, в основном, потому что академики любят всё усложнять. Но также и потому, что, в идеале, она опирается на законы природы. «Номологический» означает «связанный с законами природы».

В идеале, гипотеза — не просто идея, это закон природы. Почему это важно? Потому что это закон, и его нельзя нарушить. Если это закон, он всегда будет верен, везде и во все времена, независимо от обстоятельств. Все вы знаете, по крайней мере, один знаменитый закон: Эйнштейновское уравнение E = MC2, говорящее о соотношении энергии и массы. Это соотношение будет верным несмотря ни на что.

Как оказалось, у этой модели есть несколько недостатков. Главный из них — то, что она ошибочна. Она просто-напросто неверна. На это есть три причины, и я их сейчас назову.

Первая причина — логическая. Проблема в логической ошибке, называемой подтверждением консеквента. Это очередной затейливый научный термин, означающий, что ложные теории могут давать верные прогнозы. То, что прогноз сбывается, не доказывает логически, что теория верна. У меня есть хороший пример — снова из истории науки. Это изображение Птолемеевой системы мира, где Земля находится в центре вселенной, а Солнце и планеты вращаются вокруг неё.

Модель Птолемея принималась многими очень умными людьми на протяжении веков. Почему? Потому, что она давала много прогнозов, которые сбывались. Птолемеева система позволяла астрономам делать точные предсказания движения планеты, на самом деле, поначалу даже более точные, чем теория Коперника, которая считается верной сейчас. Это и есть первая проблема с моделью из учебника.

Вторая проблема — практическая, это проблема вспомогательных гипотез. Вспомогательные гипотезы — это предположения, которые делают учёные, порой даже не догадываясь, что они их делают. Важным примером является модель Коперника, которая, в конечном итоге, заменила систему Птолемея. Когда Николай Коперник заявил, что, на самом деле, Земля не является центром Вселенной, а Солнце — это центр Солнечной системы, и Земля вращается вокруг него, учёные ответили: «Хорошо, Николай, если это правда, тогда мы можем отследить движение Земли вокруг Солнца».

Этот слайд демонстрирует понятие, известное как звёздный параллакс. Астрономы сказали, что если Земля движется, и мы посмотрим на крупную звезду, например, Сириус — понимаю, что нахожусь на Манхэттене, и вам здесь звёзд не видно, но представьте, что вы за городом, что вы предпочли сельскую жизнь — и если мы посмотрим на звезду в декабре, мы увидим её на фоне других далёких звёзд.

Если мы проведём это же наблюдение через шесть месяцев, когда Земля будет в этой точке в июне, мы посмотрим на ту же самую звезду и увидим её на фоне уже других звёзд. Эта разница, это угловое смещение — и есть звёздный параллакс. Модель Коперника даёт такой прогноз. Астрономы поискали звёздный параллакс, и совершенно ничего не обнаружили. Многие стали утверждать, что это доказывает ошибочность модели Коперника.

Что же произошло? Оглядываясь назад, можно сказать, что астрономы выдвинули две вспомогательные гипотезы, обе из которых мы теперь признаём неверными. Первая гипотеза — предположение о размере земной орбиты. Астрономы полагали, что орбита Земли достаточно велика относительно расстояния до звёзд. Сегодня мы бы скорее изобразили это вот так — это изображение предоставлено НАСА — видно, что земная орбита сравнительно небольшая. Фактически, она гораздо меньше, чем здесь показано. Таким образом, звёздный параллакс очень невелик, и его весьма сложно проследить.

И это подводит нас ко второй причине, по которой прогноз не сбылся. Учёные также полагали, что их телескопы достаточно чувствительны, чтобы заметить параллакс. Это тоже оказалось неправдой. Учёные увидели звёздный параллакс только в 19 веке.

Есть также и третья проблема — фактическая: многое в науке непригодно для книжной модели. Многое в науке делается не дедуктивно, а индуктивно. Учёные не всегда начинают с теорий и гипотез, часто они начинают с наблюдений того, что происходит в мире.

Самый знаменитый пример — один из самых известных в истории учёных, Чарльз Дарвин. Когда Дарвин в юности отправился в путешествие на корабле «Бигль», у него не было гипотезы или теории.

Он знал только то, что он хотел сделать карьеру учёного, и начал собирать данные. Он хорошо знал, что ненавидит медицину — он не переносил вида крови — и он был вынужден выбрать другое направление. Таким образом, он начал сбор данных. Он собрал обширную коллекцию образцов, включая знаменитых вьюрков. Собрав вьюрков, он просто сложил их в сумку, не имея ни малейшего представления об их значении. Много лет спустя, вернувшись в Лондон, Дарвин снова и снова изучал свои образцы и начал разрабатывать теорию. Это была теория естественного отбора.

Помимо индукции, учёные также часто используют моделирование. Одна из интересующих учёных вещей — объяснение причин различных явлений. Как это делается? Один из способов — построить модель и проверить идею с её помощью.

Это фотография Генри Каделла, шотландского геолога 19 века. Шотландца в нём можно сразу определить по охотничей шапочке и резиновым сапогам. Каделл хотел получить ответ на вопрос, как формируются горы. Одним из его наблюдений было то, что если посмотреть на такие горы, как Аппалачи, часто можно увидеть, что породы в них образуют складки. Эти особенные складки натолкнули его на мысль, что они образованы боковым сжатием. Позже эта идея сыграла важную роль в обсуждении дрейфа материков.

Он построил модель, это хитроумное устройство с рычагами и деревянными панелями: вот его тачка, вёдра и огромная кувалда. Не знаю, зачем ему резиновые сапоги. Может, в тот день собирался дождь. Он создал эту физическую модель, чтобы показать, что можно получить рисунок горных пород или, как здесь, грунта, который бы напоминал фактуру породы в горах при боковом сжатии. Это было одним из доказательств того, как образовались горы.

В наши дни учёные предпочитают работать в своих лабораториях, и вместо построения физических моделей, они моделируют на компьютере. Но компьютерное моделирование — тоже своего рода модель. Это модель, построенная на математике, и, как и физические модели 19 века, она важна для нахождения причин явлений. Один из важнейших вопросов сейчас — изменение климата.

Есть масса данных, свидетельствующих о потеплении на Земле. На этом слайде чёрная линия отображает измерения, проведённые учёными за последние 150 лет. Они показывают, что температуры на Земле постоянно увеличиваются. Видно, что, в особенности за последние 50 лет, произошло радикальное увеличение температуры почти на один градус Цельсия, или почти на два градуса по Фаренгейту.

Из-за чего происходят эти изменения? Откуда нам знать, что вызывает наблюдаемое потепление? Учёные могут смоделировать его на компьютере.

Эта диаграмма показывает компьютерную модель, учитывающую все различные факторы, которые, как мы знаем, могут влиять на климат Земли. Это сульфатные частицы в загрязнённом воздухе, вулканическая пыль после извержений вулканов, изменения солнечной радиации и, конечно, парниковые газы.

Учёные задались вопросом, какая комбинация показателей в этой модели покажет результат, сравнимый с тем, что мы видим в реальности? Реальные показатели отображены здесь чёрным. Модель показана светло-серым цветом. Полученный ответ: модель включает в себя — прямо как вариант «E» на экзамене — всё вышеперечисленное. Единственный способ получить результат, наблюдаемый в реальности — сложить все причины вместе, включая парниковые газы. Причём вы видите, что увеличение выброса парниковых газов совпадает с радикальным ростом температуры в последние 50 лет. Вот почему климатологи говорят, что мы не только знаем, что изменения климата реальны, мы знаем, что парниковые газы играют значительную роль в этом процессе.

Все эти явления, происходящие в науке, побудили философа Пола Фейерабенда к знаменитому высказыванию: «Единственный принцип в науке, не тормозящий прогресс — это то, что все средства хороши». Эту цитату часто вырывают из контекста, потому что Фейерабенд, на самом деле, не говорил, что в науке все средства хороши. Что он в действительности сказал — я процитирую полностью: «Если вы потребуете от меня ответа на вопрос, что же такое научный метод, мне придётся сказать: все средства хороши». Он пытался показать, что учёные применяют множество подходов.

Учёные — люди изобретательные

При этом снова возникает вопрос: если учёные не используют единый метод, как они заключают, что является верным, а что — нет? Кому об этом судить? И ответ на этот вопрос — самим учёным. Они судят об этом, оценивая имеющиеся данные. Учёные собирают данные различными способами, но какой бы способ они ни выбрали, данные необходимо тщательно исследовать. Это заставило социолога Роберта Мертона сосредоточиться на проблеме того, как учёные рассматривают материалы и данные. Он сказал, что они делают это с помощью «организованного скептицизма». Под словом «организованный» он имел в виду, что они делают это коллективно, как группа учёных, а под «скептицизмом» он понимал рассмотрение вопросов с позиции недоверия. То есть, бремя доказательства лежит на том, кто выдвигает новую идею. Такая наука консервативна от природы. Трудно убедить научное сообщество, просто сказав: «Мы знаем, это правда». Несмотря на популярность идеи об изменении представлений, в реальности кардинальные сдвиги в научном мышлении случаются относительно редко.

Это подводит нас к ещё одной идее: если учёные оценивают данные коллективно, историки науки должны рассмотреть вопрос единодушия. В конечном счёте, наука и научные знания — это единое мнение научных экспертов, которые с помощью организованного, коллективного рассмотрения оценили научные данные и пришли к заключению — одобрить или отклонить.

Научные знания можно считать согласованным мнением экспертов. Мы также можем считать науку неким судом присяжных — правда, очень специфическим. Эти присяжные — не ваши коллеги, они — умники и зануды. Это мужчины и женщины с докторской степенью, и в отличие от обычного суда, который выносит только два вердикта — виновен или невиновен — у научного суда выбор шире. Учёные могут подтвердить, что что-то является правдой. Они могут что-то опровергнуть. Они могут сказать, что что-то похоже на правду, но нужно собрать больше данных. Или что-то похоже на правду, но неизвестно, как ответить на этот вопрос, поэтому рассмотрение откладывают и, возможно, возвращаются к нему позже. Учёные называют такие вопросы «трудноразрешимыми».

Парадоксы современной науки

Здесь у нас возникает последняя проблема: если наука определяется учёными, не является ли это апелляцией к авторитету? Разве нас не учили в школе, что апелляция к авторитету — логическая ошибка?

Это парадокс современной науки. Историки, философы и социологи пришли к парадоксальному заключению о том, что наука — это апелляция к авторитету, но не авторитету одного человека, каким бы гениальным он не был — будь то Платон, Сократ или Эйнштейн. Это авторитет целого сообщества. Считайте это своего рода мудростью толпы, но толпы особенной. Наука апеллирует к авторитету, но не одного учёного, даже если он очень умный. Это коллективная мудрость, коллективные знания, коллективная работа всех тех учёных, которые занимались определённой проблемой.

У учёных сформировалась культура коллективного недоверия, культура «а ну-ка докажи», как на фотографии с этой милой женщиной, объясняющей данные своим коллегам. Конечно, люди на фотографии не похожи на учёных — слишком уж они весёлые.

И последнее, что я хочу сказать. Большинство из нас просыпается по утрам. Большинство доверяет своим автомобилям. Хотя, я забыла, я же на Манхэттене — это плохой пример. Но большинство американцев, те, кто не живёт на Манхэттене, просыпаются, садятся в машины, включают зажигание, и их машины работают — и работают на удивление исправно. Современные автомобили ломаются редко.

Почему? Почему они так хорошо работают? Вовсе не из-за гениальности Генри Форда, Карла Бенца или даже Илона Маска. А всё потому, что современный автомобиль — продукт более, чем ста лет работы сотен и тысяч, и десятков тысяч людей. Современный автомобиль — продукт коллективной работы и мудрости, и опыта каждого мужчины и каждой женщины, когда-либо работавших над его созданием.

Надёжность техники — результат этих коллективных усилий. Пользу нам приносит не только гениальность Бенца, Форда и Маска, но и коллективный разум и упорный труд всех тех людей, которые работают над созданием современного автомобиля. То же касается и науки — только наука появилась ещё раньше. Мы доверяем науке потому же, почему мы доверяем технике, по этой же причине мы доверяем всему остальному — из-за накопленного опыта.

Но мы не должны слепо верить науке, как не должны слепо верить ничему. Наша вера в науку, как и сама наука, должна опираться на доказательства, а это значит, что учёным нужно лучше объяснять свою работу. Они должны объяснять нам не только то, что они знают, но и то, откуда они это знают. А это означает, что мы должны стать хорошими слушателями.

 

Смотрите и читайте на Зожнике: 

Как человек стал таким умным?

Пять разных тренировок, которые можно делать перед сном

Пять простых утренних тренировок, чтобы проснуться

Танцующие в темноте: 10 фото и 5 видео

Что будет если отделить левое полушарие мозга от правого?