Текст книги "Начало бесконечности. Объяснения, которые меняют мир"

Теперь рассмотрим верное объяснение смены времен года. Дело в том, что ось вращения Земли находится под углом к плоскости орбиты, по которой она обращается вокруг Солнца. А это значит, что полгода северное полушарие повернуто к Солнцу, а южное – от Солнца и еще полгода – наоборот. Когда лучи Солнца в одном полушарии падают вертикально[11]11
  Строго говоря, вертикально они могут падать лишь в полосе между тропиками. Но правда и то, что если в полдень на Северном тропике высота Солнца составляет 90°, то в этот же день на Южном тропике – всего 43°. – Прим. ред.


[Закрыть] (таким образом, на единицу площади поверхности приходится больше тепла), в другом они падают наклонно (и тепла туда попадает меньше).

Это – разумное объяснение: его трудно варьировать, потому что все его детали играют функциональную роль. Например, мы знаем – и можем проверить независимо от восприятия смены времен года, что поверхности, находящиеся под углом к тепловому излучению, нагреваются меньше, чем если бы оно попадало на них под прямым углом, и что у вращающейся в пространстве сферы направление оси вращения постоянно. И мы можем объяснить это с помощью геометрии, теории теплоты и механики. Кроме того, тот же наклон появляется при объяснении положения Солнца относительно горизонта в разное время года. Сравните: в мифе о Персефоне холод объясняется грустью Деметры, но ведь люди, когда грустят, вообще говоря, не охлаждают пространство вокруг себя, и мы можем узнать о том, грустна Деметра или нет и охлаждает ли она мир, только по факту наступления зимы. В истории с наклоном земной оси нельзя заменить Солнце Луной, потому что положение Луны на небе не повторяется раз в год и потому что лучи Солнца, нагревающие Землю, являются неотъемлемой частью объяснения. Далее, было бы непросто включить сюда рассказ о том, что обо всем этом думает бог Солнца, ведь если верное объяснение прихода зимы опирается на геометрию вращения Земли вокруг Солнца, то при чем здесь то, что кто-то чувствует по этому поводу, а если в объяснении есть изъян, то никакие рассказы о чьих-то там чувствах его не исправят.

Теория наклона оси также предсказывает, что времена года в двух полушариях находятся в противофазе. Если бы оказалось, что они сменяют друг друга синхронно, теория была бы опровергнута – так же как в случае с мифами о Персефоне и Фрейре, которые опровергнуты противоположным наблюдением. Но разница в том, что, если бы теорию наклона оси и опровергли указанным способом, ее защитникам было бы некуда пойти. Никакое простое изменение теории не позволит объяснить наклоном оси одинаковость времен года на всей планете, так что потребовались бы кардинально новые идеи. Вот почему разумные объяснения существенны для науки: только когда теория представляет собой разумное объяснение, то есть ее трудно варьировать, возможность ее экспериментальной проверки приобретает важность. Неразумные объяснения бесполезны независимо от того, можно их проверить на опыте или нет.

Говоря о различии между мифом и наукой, многие слишком уж упирают на возможность проверки на опыте – как будто самой большой ошибкой древних греков было то, что они не выслали экспедицию в Южное полушарие, чтобы наблюдать там смену времен года. На самом деле им бы никогда не пришло в голову, что такая экспедиция могла бы доказать смену времен года, если бы они уже не догадались, что времена года в двух полушариях находятся в противофазе, и если бы эту догадку было трудно варьировать, а такое было бы возможно, только если бы она являлась частью разумного объяснения. Если бы их догадку было просто изменить, они могли бы сэкономить на путешествии, остаться дома и тестировать легко проверяемую теорию о том, что, если петь йодли, зима не наступит.

Пока у них не было более удачного объяснения, чем миф о Персефоне, то и потребности в проверке возникнуть не могло. Если бы они искали разумных объяснений, они бы сразу же попытались усовершенствовать миф, не проверяя его; как раз так мы и поступаем сегодня. Мы проверяем не каждую поддающуюся проверке теорию, но только некоторые из них, которые считаем разумными объяснениями. Наука была бы невозможна, если бы не тот факт, что подавляющее большинство ложных теорий можно отмести без проведения экспериментов, просто потому, что это неразумные объяснения.

Разумные объяснения часто бывают удивительно просты и изящны – об этом речь пойдет в главе 14. Обычные признаки неразумного объяснения – излишние детали или произвольность, причем иногда можно получить разумное объяснение, удалив все это. Так родилось заблуждение, известное как «Бритва Оккама» (названная в честь философа XIV века Уилльяма Оккама, но уходящая корнями в античность), заключающееся в том, что всегда нужно искать «самое простое объяснение». Одна из его формулировок звучит так: «Не следует множить сущее без необходимости». Однако существует множество очень простых объяснений, которые тем не менее легко можно варьировать (например: «Это все Деметра!»). И хотя сделанные «без необходимости» предположения делают теорию плохой по определению, было и есть много ошибочных идей относительно того, что теории «необходимо». Так, согласно инструментализму, как и многим другим плохим направлениям философии науки, не нужно объяснение как таковое – об этом я расскажу в главе 12.

Когда до сих пор разумное объяснение опровергается новыми наблюдениями, оно перестает быть хорошим, потому что теперь в проблему включаются и эти наблюдения. Таким образом, стандартная научная методология отбрасывания теорий, опровергнутых экспериментом, вытекает из требования, чтобы объяснения были разумными. Наилучшими объяснениями считаются те, которые больше всего ограничены существующими знаниями, включая другие разумные объяснения, а также другие знания о явлении, которое нужно объяснить. Вот почему допускающие проверку объяснения, прошедшие строгие тесты, становятся исключительно разумными, что в свою очередь показывает, почему принцип проверяемости способствует развитию научного знания.

Догадки – это результат работы воображения. Но воображение гораздо легче выдает фантазии, чем правду. Как я уже предположил, практически все попытки человека объяснить тот или иной опыт в терминах более широкой действительности на самом деле оказывались фантазиями в форме мифов, догм и заблуждений здравого смысла, а для выявления таких ошибок правила возможности экспериментальной проверки недостаточно. Но стремление найти разумные объяснения делает свое дело: изобрести ложное утверждение просто, но его легко и варьировать; отыскать разумное объяснение трудно, но чем это труднее, тем труднее варьировать найденное. Идеал, к которому стремится объяснительная наука, хорошо описывается словами Уилера, приведенными в качестве эпиграфа к этой главе: «За всем этим, несомненно, стоит такая простая и красивая идея, что когда – лет через десять, сто или тысячу – мы додумаемся до нее, то непременно спросим: «А разве могло быть иначе?» [курсив мой]. Теперь посмотрим, как концепция науки, основанная на объяснениях, отвечает на вопрос, заданный мною выше: откуда мы столько знаем о незнакомых нам аспектах действительности?

Поставьте себя на место древнего астронома, размышляющего о том, как наклон земной оси объясняет смену времен года. Ради простоты предположим, что вы уже приняли гелиоцентрическую теорию. К примеру, вы – Аристарх Самосский, который в III веке до нашей эры привел первые известные доводы в ее пользу.

Хотя вам известно, что Земля круглая, у вас нет никаких знаний о местах к югу от Эфиопии или к северу от Шетландских островов. Вы не знаете о существовании Атлантического и Тихого океана; для вас мир состоит из Европы, Северной Африки и частей Азии, а также соответствующих прибрежных вод. Тем не менее из теории смены времен года вследствие наклона земной оси вы можете предсказать погоду в местах, которые лежат за пределами известного вам мира и о которых вы никогда ничего не слышали. Некоторые из таких предсказаний носят бытовой характер и их можно спутать с индуктивными: вы предсказываете, что идя на восток или на запад, как бы далеко вы ни ушли, вы увидите то же состояние природы примерно в то же время года (хотя время рассвета и заката будет медленно изменяться с долготой). Но вам придется сделать и некоторые алогичные предположения: так, немного севернее Шетландских островов вы должны попасть в замерзшую область, где день и ночь длятся по полгода; поехав на юг от Эфиопии, сначала вы попадете туда, где различия времен года вообще нет, а потом, еще южнее, вы доберетесь до места, где времена года вновь есть, но сменяют они друг друга в противофазе со всем известным вам миром.

Вы никогда не уезжали дальше, чем на несколько сот километров от своего дома в Средиземноморье. И никогда не видели, чтобы времена года выглядели как-то иначе. Вы никогда не читали и никогда не слышали о том, что времена года могут сменять друг друга в противофазе с тем, с чем сталкиваетесь вы. И тем не менее вы об этом знаете!

Может, лучше было бы не знать? Вероятно, такие предсказания вам не понравятся. Возможно, друзья и коллеги сочтут их смешными. Возможно, вы попытаетесь изменить объяснение так, чтобы этих предсказаний не было и чтобы не нарушить согласия с экспериментом и с другими идеями, для которых у вас нет других разумных вариантов. Но у вас ничего не выйдет. Вот в чем польза разумного объяснения: оно усложняет самообман.

Например, вам может прийти в голову видоизменить теорию так: «В известном нам мире времена года сменяют друг друга в моменты времени, предсказанные теорией, исходящей из наклона земной оси; в других частях Земли они тоже сменяют друг друга в эти моменты времени». Эта теория корректно предсказывает все известные вам факты и допускает проверку на опыте, как и ваша исходная теория. Но теперь, чтобы опровергнуть прогнозы теории наклона земной оси об удаленных местах, пришлось бы отвергнуть то, что она говорит о действительности вообще, везде. Видоизмененная теория больше не представляет собой объяснение смены времен года, она становится просто (воображаемым) эмпирическим правилом. Получается, что, отрицая тот факт, что исходное объяснение описывает верную причину смены времен года в тех местах, о которых вы ничего не знаете, вы вынуждены будете отрицать, что оно описывает верную причину этого явления и на вашем родном острове.

Предположим в рамках наших рассуждений, что вы сами придумали теорию наклона земной оси. Это ваша догадка, плод вашей мысли. Но так как это разумное объяснение – его сложно варьировать, то видоизменять его не в вашей власти. У него есть самостоятельное значение и самостоятельная область применимости. Вы не можете ограничивать ее предсказания одним выбранным вами регионом. Нравится вам это или нет, но теория делает предсказания о местах как известных вам, так и нет, предсказания, о которых вы думали и о которых не догадывались. По сезонному принципу должны нагреваться и охлаждаться планеты с наклонной осью, обращающиеся по похожим орбитам в системах других солнц, планеты в наиболее далеких галактиках и даже те планеты, которые мы никогда не увидим, потому что они разрушились много эпох назад, и планеты, которые еще не образовались! Теория выходит, так сказать, из своих конечных истоков в нашем сознании, на которое влияли лишь обрывки фрагментарных свидетельств из маленькой части одного из полушарий нашей планеты, в бесконечность. Это стремление объяснений к пределам представляет собой еще одно значение «начала бесконечности». Это способность некоторых из них решать задачи помимо тех, для решения которых они были созданы.

Примером служит теория наклона земной оси: изначально она была предложена для объяснения изменений высоты Солнца в течение года. В сочетании с небольшими знаниями о теплообмене и о свойствах вращающихся тел она пригодилась для объяснения смены времен года. И – без дальнейших видоизменений – она также позволила объяснить, почему времена года на двух полушариях сменяются в противофазе, почему они не ощущаются в тропических областях и почему в полярных зонах Солнце светит летом в полночь – три явления, о которых создатели теории вполне могли и не знать.

Область действия нашего объяснения – не «принцип индукции»; не что-то, с помощью чего автор объяснения может вывести или подтвердить его. Это вовсе не часть творческого процесса. Об этих пределах мы узнаем только, когда объяснение уже есть, причем зачастую много позже. «Экстраполяция», «индукция» или «вывод» теории любым другим умозрительным способом тут ни при чем. Все как раз наоборот: причина, по которой объяснение смены времен года выходит далеко за рамки того, с чем сталкивались его авторы, как раз в том, что его не нужно экстраполировать. По своей объяснительной природе, когда оно только пришло в голову его авторам, оно уже применимо в другом полушарии нашей планеты, и во всей Солнечной системе, и в системах других солнц и в другие времена.

Таким образом, область действия объяснения не является ни дополнительным, ни отделимым допущением. Она определяется содержанием самого объяснения. Чем лучше объяснение, тем жестче задана его область применимости, потому что чем труднее варьировать объяснение, тем труднее, в частности, построить вариант с другой сферой досягаемости, меньшей или большей, который не перестанет быть объяснением. Мы ожидаем, что закон гравитации будет одним и тем же на Марсе и на Земле, потому что известно лишь одно жизнеспособное объяснение гравитации – общая теория относительности Эйнштейна – и это универсальная теория. Но мы не ждем, что карта Марса будет напоминать карту Земли, потому что наши теории о том, как выглядит Земля, будучи отличными объяснениями, не распространяются на вид любого другого астрономического объекта. О том, какие из аспектов (обычно их несколько) одной ситуации можно «экстраполировать» на другие, мы всегда узнаем из объяснительных теорий.

Имеет смысл поговорить также об области применимости и пределах необъяснительных форм знания – эмпирических правил, а также тех знаний, которые «прошиты» в генах и используются в ходе биологических адаптаций. Итак, как я уже говорил, мое эмпирическое правило, касающееся фокусов со стаканами и шариками, можно распространить на определенный класс фокусов, но я бы не узнал, что представляет собой этот класс, не имея объяснения того, почему правило действует.

В старых способах мышления, которые не предполагали поиска разумных объяснений, не было места для такого процесса, как наука, для исправления ошибок и заблуждений. Большинство людей не замечали никаких улучшений, потому что они происходили очень редко. Идеи были неизменны на протяжении долгого времени. Плохо объясняя явления, даже лучшие из них, как правило, имели небольшую сферу действия и поэтому за пределами традиционной области их применения, а зачастую и внутри нее становились хрупкими и ненадежными. Когда же идеи все-таки менялись, то редко к лучшему, а когда они менялись к лучшему, их сфера применимости редко увеличивалась. Появление науки и более широкого явления, которое я называю Просвещением, стало началом конца таких статичных, обусловленных узостью взглядов систем идей. Было положено начало текущей эры в человеческой истории, уникальной своим устойчивым и быстрым процессом создания знаний с все возрастающей сферой применимости. Многих интересует: сколько все это продлится? Предполагается ли какой-то предел: Или это начало бесконечности: другими словами, обладают ли эти методы безграничным потенциалом создания новых знаний? Возможно, от лица начинания, отбросившего все античные мифы, приписывающие людям особую значимость в ходе вещей, было бы странно делать такие значительные утверждения (даже если только потенциально). Ведь если сила интеллектуальных и творческих способностей человека, которые стали двигателями Просвещения, действительно безгранична, то разве человек не обладает как раз такой значимостью?

Но ведь, как я отметил в начале главы, золото могут создавать только звезды и разумные существа. Если где-то во Вселенной вы найдете золотой самородок, вы можете быть уверены, что в его истории свой след оставила либо сверхновая звезда, либо разумное существо, обладавшее способностью объяснять. А если где-либо во Вселенной вам встретится какое-либо объяснение, вы будете знать, что здесь не обошлось без разумного существа. Одной сверхновой звезды будет недостаточно.

Что из этого следует? Золото важно для нас, но во вселенском масштабе его роль незначительна. И объяснения важны для нас: они нужны нам для выживания. Но что такого значительного, во вселенском масштабе, есть в объяснении, в этом малозаметном физическом процессе, происходящем у нас в голове? Об этом речь пойдет в главе 3, но сначала мы немного поговорим о видимости и реальности.