Проблема рациональности науки

Рациональность представляет собой нормативную концепцию. В этом отношении она подобна морали, и потому проблема рациональности науки очень важна. Быть моральным и рациональным – значит быть таким, каким следует быть человеку, и философы всегда пытались разработать стандарты рациональности, с которыми могли бы сверяться люди, точно так же, как они оценивают свое моральное или аморальное поведение. Потенциальная угроза отказа от норм рациональности подобна опасности отказа от норм морали: если это произойдет, то как мы убережемся от анархии, тирании и невежества? Как мы сможем отличить правильное от ложного, а хорошее от плохого? Если даже наука не рациональна, что же тогда рационально в этом мире?

Самой серьезной критике натурализм подверг Карл Поппер (1902-1994). 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 верил в преимущественную рациональность науки, в то, что должны существовать некоторые методологические правила, составляющие научную рациональность, и он хотел знать, когда ученые должны менять свои теории (не дожидаясь, пока, как это вытекает из позиции ортодоксального натурализма, «тема овладеет их сознанием»).

Поппер ответил на этот вопрос, сравнивая науку и псевдонауку и провозгласив демаркационный критерий, отделяющий их друг от друга. В Вене, во времена его молодости, многие системы мышления провозглашали себя наукой, в том числе теория относительности и психоанализ. Но 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 операционального 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 не так просто, ибо 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.

Иначе обстояли дела в физике. Проверка предсказания релятивистской теории о том, что световой пучок изгибается в присутствии гравитационного поля, показала, 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, верификации 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. Устойчивые к постоянным попыткам фальсификации теории Поппер считал возможно истинными (с ударением на слове «возможно»). В 1959 г. он сформули­ровал правило: «Мы не знаем – мы можем только предполагать», т. е. теория, поскольку она может быть опровергнута экспериментом – всего лишь предположе­ние.

Таким образом, к имеющемуся, выдвинутому Контом, признаку научности знания – его верифицируемости, т. е. фактической подтверждаемости тео­рии (верификация бывает прямая и косвенная, то есть логические соотношения между утверждениями могут проверяться прямо, а могут быть непосредственно непроверяемыми; верифицируемость понимается как возможность верификации, ее условия – предмет анализа логико-методологического исследования), Поппер добавляет второй – и более сильный признак – фальсифицируемость: научным может быть признано только такое знание, которое допускает возможность своего опровержения, т. е. фальсификации. И здесь мы видим ответ на исходный вопрос, который ставил перед собой Поппер: когда ученые должны менять теории? Он очевиден: когда теории фальсифицированы.

У Поппера были предшественники. Еще в 17 в. Паскаль указывал: «Во всех предметах, в которых обоснование состоит в опытах, а не в доказательствах, нельзя допустить никакого универсального утверждения без всеобщего перечисления всех частей или всех различных случаев… так как одного единственного случая достаточно, чтобы помешать всеобщему выводу». Можно, например, привести 100 примеров, которые обеспечат индуктивное подтверждение суждения «Все птицы летают», но достаточно одной нелетающей птицы (например, киви), чтобы разрушить, фальсифицировать его.

Таким образом, формулируя принцип фальсификации, Поппер подчеркивал фундаментальное ограничение эмпирических фактов при обобщении их в теорию. На это же ранее указывал Выготский, когда писал, что эмпирическое знание ограничивается научной теорией. Соотношение теории и эмпирии удобно пояснить с помощью схемы Эйлера, в соответствии с которой правдоподобность теории определяется соотношением малого и большого кругов. Чем меньше площадь кольца вокруг малого круга, тем более правдоподобна теория. И наоборот.

То есть научная теория утверждается в процессе «ограничения правдоподобных конкурентных гипотез».

Однако в простом демаркационном критерии фальсифицируемости Поппера не были учтены два важных фактора.

Во-первых, никогда не удается нанести поражение той или иной теории одним решающим экспериментом, поскольку всегда можно защитить истинность теории от ложных фактов, усомнившись в валидности самих фактов (действительно, любой единичный эксперимент можно сделать недействительным, неверно выбрав аппаратуру, отобрав объекты эксперимента, сделав ошибку в статистических методах или где-либо еще).

Во-вторых, Поппер считал, что на арене науки действуют два участника: реальный мир и объясняющая его теория. На самом же деле теории соревнуются не только с природой, но и друг с другом. Дело в том, что обладание теорией настолько важно для ученых (вспомним Шерлока Холмса!), что они предпочитают иметь слабые теории, чем не иметь их вовсе. Поэтому теорий, объясняющих некоторое явление, как правило, больше одной (например, в психофизике существуют на равных теория порога и теория сенсорной непрерывности. В психологии личности конку­рируют и имеют эмпирические подтверждения несколько фактор­ных моделей личности (модель Айзенка, модель Кеттела, мо­дель «Большая пятерка» и др.). В психологии памяти аналогичный статус имеют модель единой памяти и концепция, основанная на вычленении сенсорной, кратковременной и долговременной памя­ти, и т.д.), И научное исследование – это не двустороннее соревнование между теорией и реальным миром, а, как минимум, трехстороннее, в котором участвуют две соперничающие (альтернативные) теории и реальный мир.

Учитывая все эти положения, последователи Поппера были вынуждены дополнить критерий фальсификации третьимкритерием – критерием успешности решения проблем. Поскольку единичный эксперимент не способен опровергнуть теорию, для ее проверки нужна исследовательская программа, и рациональный ученый должен принять ту программу, которая решает максимальное количество проблем посредством минимального количества методологических приемов. Второе, что позволяет делать хорошая программа – она способствует порождению новых проблем. Последнее означает, что теория, в рамках которой решена проблема, обладает предсказательной силой, то есть позволяет сформулировать гипотезы, проверка которых может привести к решению новых проблем.

Но что считать проблемой? Ведь, в принципе, каждый из нас может считать проблемой любую свою прихоть, а потом строить свои собственные теории для решения этих проблем. И тогда: «Неважно, что представляет собой реальный мир, давайте просто решать наши собственные проблемы!» – точка зрения анархо-натурализма, пережившего пик популярности в 60-е г.г. Для рационалистов-реалистов вопрос о том, что представляет собой реальный мир – важен, и мы помним, что за наблюдениями этого мира для них лежит объективная Истина, представления о которой служат нормативным регулятором научного процесса, в частности, помогают отделять научные проблемы от псевдопроблем.

Подводя итог разговору о природе изменений в науке, мы должны констатировать следующее. Вопрос о том, рациональна ли наука, и если да, то почему (как, впрочем, и остальные обсуждавшиеся нами проблемы) остается нерешенным. Ясно одно: крайние точки зрения как среди анархо-натуралистов, так и среди рационалистов уступили место более скромным притязаниям. Можно даже говорить о дрейфе противоборствующих лагерей навстречу друг другу, поскольку 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.

 

Редукция и замена. Мы видели, что на объяснение одних и тех же явлений претендуют, как минимум, две теории. Что происходит в результате их конкуренции? 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 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, она фальсифицируется 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 = V·Т. 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 всегда 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, поскольку на протяжении всей ее истории делаются попытки сведения психологического к физиологическому. Психологические процессы очевидно связаны 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 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.

Каковы же современные представления о нормативном процессе научного исследования? Эти представления берут за основу схему К. Поппера, включающую в себя пять или шесть этапов:

1. Выдвижение гипотезы (гипотез).

2. Планирование исследования.

3. Проведение исследования.

4. Интерпретация данных.

5. Опровержение или неопровержение гипотезы (гипотез).

6. В случае отвержения старой – формулирование новой гипоте­зы (гипотез).

Из этой схемы с очевидностью следует, что для большинства научного, в том числе научно-психологического сообщества в структуре научного исследования содержание научного знания является величиной переменной, а метод представляет собой константу (норму). Именно приверженность методу сплачивает ученых в научное сообщество. Не идея, не теория, но метод.

Глядя на схему, мы видим, что она начинается с гипотезы. Но откуда берутся гипотезы? На этот вопрос критический рационализм (так Поппер назвал свой подход) ответа не дает. Очевидно, что для порождения гипотез нужно выйти за пределы этой схемы в область интуиции. То есть критический рационализм ничего не говорит о том, откуда берется новое знание, но показывает, как умирает старое – через процесс фальсификации, где эксперимент является методом «выбраковки» недостоверных предположений.

 

Лекция 4.