Текст книги "История науки"

Естественные и гуманитарные научные дисциплины

В 1883 году немецкий философ Вильгельм Дильтей (1833–1911) предложил разделить все научные дисциплины на науки о природе и науки о духе. Позже появился термин ЕСТЕСТВЕННЫЕ и ГУМАНИТАРНЫЕ научные дисциплины, который прижился.

Примерами естественнонаучных дисциплин являются физика и биология, примерами гуманитарных дисциплин – литературоведение.

Цель естественных наук заключается в том, чтобы объяснить природу, цель гуманитарных наук – в том, чтобы понять людей.

Исследовательская работа в области естественных и гуманитарных наук требует от человека несколько разных качеств. Человек, занимающийся гуманитарными науками, должен уметь понимать людей, уметь вчувствоваться в их жизнь. В противном случае вся его гуманитарная ученость окажется бесплодной.

Исследователя, занимающегося естественными науками, украшает объективность, исследователя, занимающегося науками гуманитарными – субъективное отношение к предметам своих исследований. По-видимому, без такого субъективного отношения гуманитарные науки вообще невозможны.

В своем романе «Мастер и Маргарита» Михаил Афанасьевич Булгаков (1891–1940) вывел двух гуманитариев: Мастера и Берлиоза. М. А. Берлиоз – человек очень образованный и эрудированный, однако он совершенно не чувствует человеческое содержание своих исследований. Поэтому вся его ученость пропадает впустую. А Мастер умеет перевоплощаться в Иешуа-Га Ноцри, Понтия Пилата и других персонажей своего романа. Поэтому читать его книги действительно интересно.

В мировой детективной литературе были выведены образы двух Великих Сыщиков. По своему стилю работы они совершенно разные. Шерлок Холмс работает, как естествоиспытатель, патер Браун – как гуманитарий. Для того, чтобы раскрыть преступление, патеру Брауну нужно мысленно перевоплотиться в преступника.

Для того, чтобы успешно заниматься естественными науками, нужно быть умным человеком. Для того, чтобы успешно заниматься гуманитарными науками, нужно быть не только умным, но и мудрым.

Некоторые науки, изучающие общественного человека, традиционно считающиеся гуманитарными, приобретают черты естественных наук. Это, в первую очередь, экономика и лингвистика. В них достигают успеха исследователи с естественнонаучным, а не с гуманитарным стилем мышления и складом характера.

В Советском Союзе пользовался популярностью термин ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ, в рамках которых формировались представления о том, как устроено общество и как оно развивается. К общественным наукам относили социологию, экономику, право, частично историю.

Выделяют также ФОРМАЛЬНЫЕ НАУКИ, к которым относят математику и логику.

Вопросы:

**. Что такое естественные науки?

**. Что такое гуманитарные науки?

**. Что такое общественные науки?

Вопросы для любителей подумать:

**. Как Вы считаете, следует ли относить общественные науки к естественным или гуманитарным? А, может быть, и ни к тем и не к другим?

**. Как по-Вашему, является ли Психология естественной или гуманитарной наукой?

**. Какие детективы Вам больше нравятся: про Шерлока Холмса или патера Брауна?

**. Как по-Вашему, следует ли относить экономические науки к естественным или гуманитарным?

**. Как по-Вашему, можно ли считать математику естественной наукой?

**. По мнению Министерства образования и науки РФ, отраженном во ФГОСах для средней школы, география относится к общественным наукам. Согласны ли вы с этой точкой зрения?

**. Как по-Вашему, какие черты характера способствуют успешному занятию естественными науками? Гуманитарными науками?

Задачи, которые ставит перед собой наука

Для того, чтобы разумно действовать в окружающем мире, нужно обладать некоторыми представлениями о том, как он устроен.

Как отмечал выдающийся американский философ Чарльз Пирс (1839–1914) наши представления о том, как устроен мир, могут опираться на 4 источника. Это традиция, мнение авторитета, жизненный опыт, интерпретируемый с позиций здравого смысла, и исследования.

Традиционные представления могут быть полезны в неизменном мире, однако в мире, который меняется, они явно недостаточны. Мнение авторитетов ненадежны, поскольку авторитетам тоже свойственно ошибаться. А иногда и сознательно обманывать внимающую им паству. Жизненный опыт раскрывает нам видимость вещей, но не их сущность. А видимость бывает обманчивой. Наш жизненный опыт говорит нам о том, что в течение дня Солнце движется по небу с Востока на Запад (как говорил один из персонажей «Плутишкиной сказки» В. Озерова «Успевает за день понять, где лучше живется»). Однако на самом деле не Солнце движется по небу, а Земля вращается вокруг своей оси.

Наиболее эффективным источником достоверных знаний об окружающем мире являются ИССЛЕДОВАНИЯ, которыми занимается НАУКА.

Наука исследует окружающий нас мир, но не просто описывает его, а пытается понять лежащие в её основе ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ. Науку не интересует, как движется в поле тяготения падающая с десятого этажа сковородка, её интересует, как в поле тяготения движется ЛЮБОЕ ТЕЛО.

Наука исследует частные объекты, но на основе этих исследований делает широкомасштабные выводы.

Конечным результатом научно-исследовательской работы является построение ТЕОРИИ, то есть внутренне логичной и согласующейся с известными на данный момент фактами системы взглядов на те или иные явления. Примером теории является ТЕОРИЯ ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ, АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ, ТЕОРИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ и т. д.

Существуют и теории меньшего масштаба, описывающие более частные закономерности. Например, теория электролитической диссоциации или теория нервной регуляции работы внутренних органов животного. И теории ещё меньшего масштаба, например, теория строения молекул циклических углеводородов или теория работы почек.

Любая теория имеет пределы своей применимости. Так, ТЕОРИЯ ДВИЖЕНИЯ, разработанная Исааком Ньютоном (1643–1727) применима в случае, если скорости движущихся тел значительно меньше скорости света. Атомно-молекулярную теорию нельзя применять для вещества нейтронных звезд.

Пределы применимости теории осознаются не сразу. Так, теория движения И. Ньютона была создана в конце 17 века, а пределы её применимости были установлены лишь в начале 20-го.

Научную теорию нужно отличать от всякого рода «УЧЕНИЙ», которыми радуют почитателей своих талантов разные экзотические личности. Например, учений о биополях. Для выявления различия между теорией и «учением» австрийский философ Карл Поппер (1902–1994) предложил правило: для серьезной теории всегда можно указать факт, который, если бы он существовал, однозначно опроверг бы эту теорию. Так, по мнению английского исследователя Дж. Б. С. Холдейна (1892–1964) теорию биологической эволюции можно будет считать опровергнутой, если в докембрийских осадочных породах обнаружат свидетельства существования кролики. Пока что такого не обнаружили.

К сожалению, термин «учение» прижился в научной среде. Говорят об «учении Дарвина», «учении Павлова», «учении Маркса». Полагаю, что употреблять этот термин по отношению к тем или иным научным представлениям не следует. Ибо критерием истинности «учения» являются не фаты и логика, а авторитет мудрого гуру. Поэтому наука и «учение» – вещи несовместимые.

В философии различают понятия ПРАВДА и ИСТИНА. Правда – это то, что мы наблюдаем, а истина – это то, что стоит за нашими наблюдениями. «Истина Бытия есть сущность», – говорил Великий философ Георг Фридрих Вильгельм Гегель (1770–1831). Факты, которые получает исследователь, – это правда, а создавая научные теории, исследователи стремятся познать истину. И это им частично удается.

Впрочем, подавляющее большинство исследователей, занимается не созданием теорий, а изучением ФАКТОВ, которые, как известно, вещь упрямая. Эти факты являются сырьем для создания основного научного продукта – теорий.

Вопросы:

**. Приведите примеры конкретных научных теорий.

**. Приведите примеры «учений».

**. Чем теория отличается от «учения»?

**. Всегда ли факты допускают однозначное объяснение?

**. Можно ли применять положения классической политэкономии Адама Смита для анализа первобытного общества?

Вопросы для любителей подумать:

**. Приведите примеры теорий, которые воспринимаются, как учения.

**. Ставит ли перед собой наука задачу доказать или опровергнуть Бытие Божие?

**. Как Вы понимаете разницу между «правдой» и «истиной»?

Методы научного исследования

Способы, которыми создается научная продукция, называют МЕТОДАМИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. Какие же это методы.

Простейший метод – это СЛУЧАЙНОЕ НАБЛЮДЕНИЕ. Со случайных наблюдений, по-видимому, и началась наука. Но и в наши дни случайное наблюдение играет в научных исследованиях не последнюю роль.

В начале 1930-х годов молодой итальянский физик Бруно Понтекорво (1913–1993) обратил внимание на то, что облучаемое нейтронами серебро, лежащее на деревянном бруске, становится более радиоактивным, чем такое же серебро, лежащее на мраморном столе.

Научный руководитель Б. Понтекорво Энрико Ферми (1901–1954) догадался, что дерево (точнее, входящие в его состав легкие атомы водорода) замедляет нейтроны и, тем самым, увеличивает вероятность их захвата ядрами атомов серебра и образования радиоактивных изотопов. Если это так, то обычная вода (H₂O) должна замедлять нейтроны ещё сильнее. 22 октября 1934 года Э. Ферми провел эксперимент в заполненном водой университетском фонтане. В этом эксперименте радиоактивность серебра увеличилась в 1.5 раза.

Случайное наблюдение может привести к важному открытию, но для того, чтобы доказать, что это открытие действительно важное, нужно использовать другие методы.

Вариантом случайного наблюдения являются СЛУЧАЙНЫЕ НАХОДКИ. Так, незадолго до Второй мировой войны рыбаки выловили в Индийском океане странную рыбу. Они передали её в музей, где выяснилось, что это существо относится к Кистеперым рыбам. Считалось, что Кистеперые рыбы вымерли много миллионов лет назад, но оказалось, что некоторые их представители сохранились до настоящего времени.

А в 1952 году также случайно был открыт моллюск, сохранивший остатки расчленения тела на сегменты. До этого считалось, что такие моллюски вымерли очень давно.

Следующий метод – это СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ НАБЛЮДЕНИЕ. Исследователь заранее формулирует цель наблюдений и проводит наблюдения в течении длительного промежутка времени.

Во многих случаях систематическое наблюдение используется для проверки какой-то ГИПОТЕЗЫ. Гипотеза – это предположение о существовании какого-то явления, или о механизме какого-то процесса. Гипотезу нужно проверить; если гипотеза подтвердится, то она станет маленькой теорией. Впрочем, и опровержение гипотезы тоже является научным результатом, не менее, а зачастую и более важным, чем её подтверждение.

Более эффективным методом является ЭКСПЕРИМЕНТ. В ходе эксперимента исследователь воздействует определенным образом на изучаемый объект и смотрит, что произойдет. В настоящее время эксперимент является основным методом в большинстве естественных наук.

Эксперимент недостаточно поставить, его результаты нужно ещё объяснить. Как говорят в науке, из него нужно сделать ВЫВОД.

Вообще говоря, объяснить результаты можно по-разному. ИДЕАЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ – это такой эксперимент, результаты которого можно объяснить одним единственным способом.

О том, как следует ставить эксперименты, приближающиеся к идеальным, мы расскажем в следующем параграфе.

Не во всех областях знания эксперимент возможен. Из-за большой удаленности объектов исследования он невозможен, например, в астрономии. Поэтому основным методом астрономических исследований продолжает оставаться систематическое наблюдение.

Важным методом научных исследований является РАЗМЫШЛЕНИЕ. Ибо в науке важно не только получить новые факты, но и понять, что же за ними стоит.

Исследователей, для которых размышление является главным методом работы, можно в первом приближении разделить на две группы: НАТУРФИЛОСОФОВ и ТЕОРЕТИКОВ.

Натурфилософы просто размышляют о том, как может быть устроена природа. Они обычно не стремятся как-то проверять свои догадки с помощью наблюдений или экспериментов. Пусть это сделает кто-то когда-нибудь потом.

Иногда натурфилософы высказывают гениальные догадки. Так, древнегреческие натурфилософы Левкипп (V в до н. э.) и Демокрит (460–370 лет до н. э.) высказал предположение о том, что материя состоит из атомов. Однако эта догадка никак не повлияла на развитие науки, поскольку проверить её в древнегреческие времена было невозможно. Более того, из неё нельзя было вывести никаких следствий, на основании которых можно было предложить план дальнейших интересных исследований. Несмотря на свою правильность (которая была доказана только в XIX веке) гениальная идея Левкиппа и Демокрита для развития науки оказалась бесплодной.

В 1810 году немецкий натурфилософ Лоренц Окен (1779–1851) выдвинул идею о том, что все крупные живые организмы построены из кирпичиков, сходных с инфузориями. Тридцать лет спустя эта идея легка в основу созданной Матиасом Шлейденом (1804–1881) и Теодором. Шванном (1810–1882) клеточной теории. Однако Л. Окен никак не доказал свою идею и даже не пытался её доказать. На развитие современной Окену науки она не повлияла.

В 1841 году немецкий врач Юлиус Майер (1814–1878) на основании некоторых общих (и, частично, неправильных) соображений высказал идею о «сохранении сил» в природе. Казалось бы, эту идею ожидала судьба клеточной теории Л. Окена. Однако к этой идее чуть позже пришел физик-экспериментатор Джеймс Джоуль (1818–1894), который экспериментально проверил следствия из неё. В результате идея Ю. Майера не пропала для науки – из неё вырос фундаментальный Закон Сохранения энергии.

В середине XIX века в науке появилась новая профессия – ФИЗИК-ТЕОРЕТИК. Физик теоретик сам не занимался ни наблюдениями, ни экспериментами. Он или математически обрабатывал результаты экспериментов, выполненных другими исследователями, или с помощью математики выводил следствия из каких-то предположений. Эти следствия в дальнейшем проверялись экспериментаторами.

Теоретик, так же, как и натурфилософ, занимается размышлениями. Но, в отличие от натурфилософа, он взаимодействует с исследователями, занимающимися экспериментами и наблюдениями. Поэтому работа теоретика оказывается более плодотворной.

В настоящее время теоретики работают не только в физике, но и в других науках. Как правило, это исследователи, хорошо владеющие математикой и использующие в своей работе математический аппарат. Но не всегда.

Во второй половине XX веке сформировался новый метод исследования: КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. При компьютерном моделировании наши представления об устройстве тех или иных систем закладываются в мощный компьютер, который просчитывает поведение системы в разных условиях. Компьютерное моделирование допускает эксперименты над моделью, заключающиеся во включении в модель какого-то внешнего воздействия. Во многих случаях компьютерные эксперименты обходятся значительно дешевле, чем эксперименты над реальными объектами.

В традиционной биологии рассматривалось два типа экспериментов: эксперименты in vivo над целым живым объектом, и эксперименты in vitro над выделенными из живого объекта компонентами. В недавнее время в науке появился новый термин «эксперимент in silicio (в кремнии)» – эксперимент над компьютерной моделью природного объекта. Он ставится, в принципе так же, как и эксперимент над реальными объектами.

Профессор Гребин из романа Владимир Федоровича Тендрякова (1923–1984) «Покушение на миражи», разработал компьютерную модель истории раннего христианства и проводил с нею эксперименты. В одном из экспериментов Иисус Христос погиб в самом начале своей проповеднической деятельности. Модель выдала неожиданный результат: в группе апостолов появился новый лидер, психологически очень похожий на Иисуса.

Вопросы:

**. Какие методы научных исследований Вы можете назвать?

**. Чем отличается случайное наблюдение от систематического?

**. В чем преимущество эксперимента перед наблюдением?

**. Приведите примеры разных научных дисциплин, в которых эксперимент невозможен.

**. Что такое гипотеза?

**. Чем натурфилософы отличаются от теоретиков?

**. Какую роль в современной науке играет компьютерное моделирование?

Вопросы для любителей подумать:

**. Какие методы можно использовать, пытаясь решить проблему Происхождения Жизни?

**. Как по-Вашему, полезна ли натурфилософия для развития науки?

**. Предложите эксперимент, с помощью которого можно было бы показать, что углерод поступает в растущее растение не из почвы, а из воздуха.

**. Читали ли Вы роман В. Ф. Тендрякова «Покушение на миражи»? Понравился ли он Вам?

**. Какие методы имеет смысл использовать для предсказания возможных последствий крупномасштабного конфликта с применением ядерного оружия?

Алгоритм научного исследования

Давайте попробуем сформулировать типичные алгоритмы (правила), которыми руководствуется человек науки в своей работе.

То ли путем наблюдения, то ли в эксперименте обнаружен факт, который мы для определенности обозначим буквой С. Этот факт как-то нужно объяснить.

В распоряжении исследователя есть набор ранее созданных научных теорий А1, А2, А3 и т. д. Из этого набора нужно найти такую, которая дает естественное объяснение факту С. Если такая теория найдена, и она единственная, то на этом можно успокоиться: ничего более из факта выжать не удастся. Нужно подготовить статью для научного журнала и переключиться на другую работу. Но может возникнуть более интересная ситуация, когда факт или не объясняется ни одной из теорий, или объясняется несколькими теориями, логически несовместимыми друг с другом.

В первом случае разумно заняться созданием ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (ИК), позволяющих естественным образом объяснить обнаруженный факт. При этом хорошо бы создать не одну конструкцию, а несколько. Эти конструкции мы можем обозначить значками В1, В2, В3 и т. д.

По поводу каждой из этих конструкций встает два вопроса: имеют ли эти конструкции отношения к реальной действительности вообще, и имеют ли они отношения к факту С в частности.

Говорят, что ИК должна быть как-то ВЕРИФИЦИРОВАНА фактами.

Для проверки того, имеет ли та или иная ИК отношение к реальной действительности, есть два пути.

Первый путь заключается в том, чтобы чисто логическим путем вывести из ИК некоторые следствия и проверить их или путем наблюдения, или путем эксперимента. Если верна интеллектуальная конструкция В2, то из этого следует, что должны существовать факты D21, D22, D23 и т. д. И можно проверить, существуют ли эти факты на самом деле.

Этот путь имеет свою уязвимую сторону. Из прямой теоремы (если правильно В2, то должны существовать D21, D22, D23) вовсе не следует справедливость обратной теоремы (если существуют D21, D22, D23, то правильно В2). Факты D21, D22, D23 могут существовать по совершенно другим причинам. Поэтому их существование следует рассматривать не как доказательство истинности ИК В2, а как косвенное свидетельство в пользу её истинности. Никакой гарантии эти факты не дают (что-либо гарантировать может, как известно, только страховой полис солидной фирмы).

Английский философ Альфред Айер (1910–1989) предложил понятие СЛАБОЙ и СИЛЬНОЙ ВЕРИФИКАЦИИ. Слабая верификация – это когда факты не противоречат ИК, а сильная – когда они её доказывают. Увы, но на деле любая верификация является слабой. Однозначно доказать правильность Интеллектуальной Конструкции невозможно. Но зато её можно опровергнуть.

Для этого следует пойти другим путем. Можно представить себе, какие факты смогли бы опровергнуть интеллектуальную конструкцию и проверить, существуют ли они. Если эти факты существуют, то о соответствующей ИК со спокойной совестью можно будет забыть. Если же эти факты неизвестны, но их существование можно экспериментально установить, то этим следует незамедлительно заняться. Бог в помощь! После того, как удастся опровергнуть все ИК, кроме одной, можно будет с большой долей вероятности предположить, что оставшаяся верна и объясняет обнаруженный факт.

Путь, связанный с опровержением ИК более надежен, однако и здесь нет стопроцентной гарантии. Так, определение атомного веса хлора, казалось бы, опровергло гипотезу Уильяма Праута (1785–1850) о том, что атомы построены из кирпичиков одинаковой массы. Однако на самом деле этот результат объяснялся тем, что существуют два вида атомов хлора, состоящих из разного числа кирпичиков.

Философ Карл Поппер (1902–1994) высказал мнение о том, что наука вправе обсуждать только те интеллектуальные конструкции, относительно которых можно указать, какие именно факты, буде они были бы обнаружены, могут их опровергнуть. Иные интеллектуальные конструкции следует обсуждать в рамках других форм общественного сознания, например, философии или религии. Вполне возможно, что все это справедливо для идеальной науки, но реальная наука тесно связана с культурой, искусством, религией и поэтому выходит за пределы ограничений, сформулированных Поппером. Так, к числу интеллектуальных конструкций, для которых нельзя указать способ их опровержения, Поппер относил марксизм, дарвинизм и фрейдизм, которые занимают достаточно почетные места в структуре современного научного знания.

Но если интеллектуальная конструкция В2 и соответствует реальной действительности, то это ещё не означает, что она объясняет явление С. Ведь это явление может произойти по совершенно другим причинам. Так, отсутствие воды в кране вовсе не объясняется тем, что её выпили представители некой национальности, хотя эта национальность действительно существует и её отношения с другими этническими группами не всегда складываются гладко. В этом случае нужно проанализировать (путем наблюдений, экспериментов и размышлений) всю цепочку, соединяющую ИК и наблюдаемый факт; если эта цепочка где-то рвется, то от заманчивого объяснения придется отказаться.

Точно так же следует действовать, когда в нашем распоряжении имеется несколько теорий, с помощью которых можно объяснить наблюдаемый факт.

Во многих отношениях работа исследователя напоминает работу сыщика, который пытается поймать злодея. Правда, вместо словосочетания «интеллектуальная конструкция» стражи закона обычно употребляют термин ВЕРСИЯ. Поэтому-то многие люди науки так любят детективную литературу.

Вопросы:

**. Зачем нужно предлагать несколько интеллектуальных конструкций для объяснения одного и того же факта?

**. Любая ли интеллектуальная конструкция, соответствующая реальной действительности, может объяснить то или иное явление?

**. Какими причинами можно объяснить отсутствие воды в кране?

Вопросы для любителей подумать:

**. Согласны ли вы с мнением К. Поппера о том, что для теории Дарвина нельзя придумать способ её опровержения?

**. Согласны ли вы с мнением К. Поппера о том, что наука вправе рассматривать лишь такие интеллектуальные конструкции, для которых можно придумать способ их опровержения?

**. Советский философ Эвальд Васильевич Ильенков (1924–1979) очень не любил К. Поппера (и даже часто изменял первую букву в его фамилии). Как по-Вашему, чем могла объясняться такая позиция советского философа, стоящего на позициях диалектики?

**. Любите ли Вы детективную литературу? Детективы какого автора Вам нравятся более всего?

**. На примере любого романа Агаты Кристи (1890–1976) проанализируйте процесс выдвижения и проверки интеллектуальных конструкций (версий).

**. Как по-Вашему, почему брат Шерлока Холмса Майкрофт не смог стать Великим Сыщиком?

**. Предложите сюжет детективного романа «Убийство завуча», в котором учительница Мария Ивановна Тетрадкина разоблачает преступника. Попробуйте написать одну из глав этого романа.