Страница 4 из 12
Однако необходимо помнить, что даже утверждения, получившие в науке статус законов, являются всего лишь моделями описания явлений окружающей действительности. Модели помогают прогнозировать развитие явлений и процессов, поэтому они считаются полезными. Но модель – это всегда приближение. Текущая модель, даже принятая в качестве закона, может быть отвергнута в случае получения новых наблюдений. Так и релятивистская модель гравитации, которая сегодня является наиболее точной и содержит в себе в качестве подмодели классическую механику Исаака Ньютона, может стать некорректной для определённых условий. В частности, для квантового уровня она в принципе некорректна, и это серьёзная боль современной физики – отсутствие согласованности двух наиболее точных систем мира: общей теории относительности и квантовой механики.
Научный метод непосредственным образом вытекает из процесса научного познания – сначала наблюдения за каким-либо явлением; в процессе обработки результатов наблюдений обнаруживаются закономерности и на их основе формулируется гипотеза; затем проектируются эксперименты для того, чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, осуществляется их постановка и проведение; результаты экспериментов, если они положительные, позволяют перевести гипотезу в разряд теории и далее – закона.
Научный метод также состоит из нескольких операций разной сложности, и эти операции частично дублируют шаги процесса научного познания. Если рассмотреть научный метод кратко, то вот его операции. Во-первых, необходимо произвести наблюдение. Во-вторых, сформулировать гипотезу. В-третьих, спроектировать и выполнить эксперимент. Далее в-четвёртых, следует проанализировать полученные данные. После этого, в-пятых, независимо от результата, необходимо его описать и опубликовать, чтобы у коллег по отрасли была возможность независимо проверить этот результат в тех же условиях. Ну и, собственно, в-шестых, независимые группы учёных верифицируют и валидируют полученные результаты, публикуя об этом свои отчёты.
В процессе наблюдения фактов и явлений учёный осуществляет измерение различных параметров, на основании чего и осуществляет поиск закономерностей. Чаще всего проводятся измерения каких-либо параметров, изменяя при этом начальные условия экспериментов. Результаты этих измерений записываются в таблицы, потом строятся графики, ищутся аналитические зависимости. Именно такие зависимости и описывают закономерности.
Измеренные параметры должны быть описаны количественно и качественно. Такое описание ложится в основу дальнейшего анализа и систематизации полученных результатов наблюдений и экспериментов для того, чтобы получить новые знания. И уже новые знания становятся предметом для синтеза и обобщения. Обобщённые знания как раз и являются той гипотезой, которая описывается в научных работах для дальнейшего обсуждения в научном сообществе.
Следующим шагом является процесс верификации. Если описание гипотезы сделано корректно, то это значит, что любой сможет повторить наблюдения и эксперименты. Верификация как раз и заключается в том, чтобы независимые коллективы проверили опубликованные результаты и дали своё заключение по этому поводу. Если результаты независимо верифицированы, то гипотеза становится операционной теорией, и теперь она может использоваться для прогнозирования.
Выявленная, проверенная эмпирически и верифицированная закономерность, ставшая теорией, имеет некоторую вербальную или математическую форму. Эту форму можно использовать для прогнозирования значений параметров, выходящих за рамки наблюдений. Фактически, это и есть та модель, которая позволяет принимать решения и делать заключения о фактах и явлениях, которые даже не наблюдались. И в этом, в общем-то, заключается сама сущность науки и естественнонаучного подхода.
Научный подход и научный метод относятся к любой науке и любому предмету научного исследования. Это такой универсальный шаблон исследования, который не зависит от того, что исследуется. Однако, конечно же, есть нюансы. Например, стоимость постановки социальных экспериментов может быть такой запредельной, что Большой адронный коллайдер рядом с ними покажется копеечной поделкой. А историческая наука вообще оперирует единственными в своём роде объектами исследования, и говорить о повторяемости довольно сложно.
Как уже было показано, важным принципом в науке является верифицируемость. Верифицируемость – это свойство гипотезы, концепции или теории, которое означает, что утверждение может быть проверено экспериментом или подтверждено наблюдением. Сам процесс верификации в науке предполагает возможность осуществления проверки теоретических положений на соответствие реальности при помощи научного эксперимента.
Принцип верификации был предложен так называемым Венским кружком. Это группа учёных, которые собирались под руководством философа Морица Шлика и занимались, по сути, разработкой единой методологии науки. В состав этого кружка, к примеру, входили такие титаны мысли, как Курт Гёдель, доказавший свои знаменитые теоремы о неполноте, Карл Гемпель, потрясший основания логики своим знаменитым парадоксом о во́ронах, Уиллард Куайн с его работами по самореференции, и многие-многие другие блестящие учёные и философы. Особое место в Венском кружке занимали Людвиг Витгенштейн и Карл Поппер. Последний считался официальным критиком идей кружка, так как именно он предложил второй критерий научности – фальсифицируемость.
Именно в недрах Венского кружка в качестве философского течения зародился логический позитивизм, известный сегодня как неопозитивизм. В рамках неопозитивизма была впервые формализована проблема демаркации науки как отделение физики от всякого рода метафизики и неестественной философии. И, собственно, представители Венского кружка предложили в качестве критерия демаркации принцип верифицируемости.
Поначалу этот принцип был довольно строгим и назывался «принципом верификации». По правилам предложенной методологии наука должна оперировать исключительно научным языком. В этом языке должны использоваться только два вида суждений – аналитические и протокольные. Аналитические суждения полагаются истинными априори, это суждения без фактического содержания – типа математических утверждений. Протокольные же суждения представляют собой предложения о результатах эмпирических наблюдений или экспериментов. Другими словами, протокольные суждения истинны, так как соответствуют наблюдаемой действительности.
Процедура верификации – это эмпирическая проверка протокольных суждений. Поэтому протокольные суждения должны иметь форму вида «Такой-то наблюдал некоторый объект (или некоторое явление) в такое-то время и в таком-то месте». Сложные гипотезы и теории должны быть редуцированы к множеству таких протокольных суждений. После этого может быть осуществлена верификация и, как следствие, подтверждена или опровергнута гипотеза или теория.
Именно поэтому из-за наличия процедуры верификации все метафизические вопросы попадали в категорию бессмысленных, а потому попросту отбрасывались. А всё дело в том, что философские и метафизические вопросы не могут быть сведены при помощи логической цепочки рассуждений к эмпирическим утверждениям и, как следствие, к экспериментам, которые их могут подтвердить или опровергнуть. И, таким образом, деятельность учёного сводится к формулированию протокольных суждений, их проверке и обобщению.
Однако впоследствии были обнаружены значительные сложности. Дело в том, что такая строгая формулировка принципа верификации не позволяет проверить суждения, которые относятся к далёкому прошлому, либо являются обобщениями. Поэтому формулировка была существенно смягчена и приведена к той форме, которую сегодня мы знаем именно под термином «верифицируемость», или как эту форму ещё называют – «принципиальная верификация». Суждение признаётся научным, если принципиально можно поставить эксперимент, который его подтвердит.
Можно рассмотреть пару примеров. Во-первых, положительный пример – гипотезу о том, что с обратной стороны Луны имеется развитое государство неких лунатиков. Эта гипотеза может быть принципиально верифицирована, то есть проверена при помощи облёта Луны космическим аппаратом. И отрицательный пример – можно выдвинуть гипотезу о том, что окружающий мир начал своё существование секунду назад совершенно таким же, каким каждый человек его наблюдает прямо сейчас вместе с памятью и всеми вводящими в заблуждение следами далёкого прошлого. Это суждение должно быть расценено как бессмысленное, поскольку нет никаких рациональных способов верифицировать его, то есть узнать, истинно оно или ложно.