Трактат о научном познании для умов молодых, пытливых и критических

Еще раз о системах, структурах и гордиевом узле

Наш разговор о науке и научном по-знании подходит к концу. Прочитав еще несколько страниц, вы закроете книгу и задумаетесь над тем, что дало вам это чтение, что вы узнали нового.

Я думаю, самый честный ответ на эти вопросы заключается в том, что одни проблемы освещены в этой книге достаточно подробно, другие обсуждены лишь в самых общих чертах, третьи лишь слегка намечены и контуры предполагаемых решений отчеркнуты, так сказать, пунктирной линией. Это, впрочем, не удивительно. Мир, окружающий нас, сложен, изменчив, противоречив, но и наука, возникающая как продукт сложной познавательной деятельности, так же изменчива, так же не проста и многогранна. Мы вправе поэтому говорить об особом мире — мире науки.

Что же представляет собой этот мир?

В отличие от объективного материального мира, который существовал до возникновения жизни на Земле, до появления человека и существует в настоящее время вне и независимо от нашего сознания, мир наших знаний является продуктом человеческой деятельности. Та его часть, которую мы называем миром науки, возникает как продукт познавательной деятельности ученых.

В научно-фантастическом романе Клиффорда Саймака «Заповедник габлинов» рассказывается о том, как в результате длительного развития пришла в упадок разумная цивилизация на Хрустальной планете, находящейся в другой галактике. Жители этой планеты, исчерпавшие биологические возможности своего существования, были в первую очередь озабочены тем, чтобы сохранить и передать другим разумным существам прежде всего не памятники своей материальной культуры, а гигантский запас научных знаний, накопленный ими за 50 миллиардов лет развития.

Мы знаем, что наша собственная человеческая цивилизация тесно связана с развитием познания, а на современном этапе главным образом совершенствованием и развитием научного познания. Египетские пирамиды, собор Василия Блаженного, атомная электростанция и космические лаборатории созданы предметно-практической деятельностью людей. Мир человеческой культуры, то, что мы называем цивилизацией, включает в себя всю совокупность созданных людьми вещей — от костяной иглы неандертальца до автоматического лунохода, а также всю совокупность способов, навыков и правил по изготовлению и использованию этих вещей.

Мир науки также включает в себя всю совокупность созданных и накопленных научных знаний, а вместе с ними и совокупность приемов и методов «изготовления» и использования этих знаний. Этот мир науки и составляет объект изучения теории научного познания. Поскольку в мире науки отнюдь не все завершено и закончено, поскольку он продолжает бурно изменяться, развиваться и надстраиваться, постольку и изучающая его теория научного познания не всегда в состоянии с одинаковой полнотой ответить на все относящиеся к нему вопросы.

Все же теперь после того, как мы многое выяснили и поняли, нам стоит, пожалуй, попытаться привести в порядок сведения о научном познании, заполнить кое-какие пробелы и уяснить, в каких направлениях стоит вести дальнейший поиск.

Науку, как я уже говорил, можно рассматривать с двух точек зрения: как процесс изготовления научного знания — как познавательную деятельность и как результат этого процесса, как систему «изготовленных» существующих знаний. О первом подходе мы говорили достаточно много и теперь стоит подробнее остановиться на втором.

Как вы помните, наука или, точнее, уже существующие, созданные научные знания выражаются в языке. Так как научное знание прежде всего должно удовлетворять критериям истинности, то единицы или элементы научного знания облекаются в форму отдельных высказываний-предложений. Эти предложения не разрознены, а связаны определенным образом в зависимости от того, какую роль они играют в научном познании, какую информацию об окружающем мире они несут.

Таким образом, наука в самом общем виде представляет собой систему истинных знаний, выдержавших определенную проверку, отвечающих специальным требованиям и содержащих в себе знания о тех или иных разделах,областях или фрагментах реального мира.

Как видите, мы снова сталкиваемся с понятием системы. Но на этот раз не в применении к объективному реальному миру, а в применении к самой науке.

Мы можем теперь без особых трудностей заметить, что наука представляет собой сложную систему, состоящую из различных подсистем, надстраивающихся друг над другом, образующих как бы этажи огромного сооружения. При этом каждый этаж взаимодействует с другими смежными этажами, влияет на них и, в свою очередь, подвергается различным влияниям.

Такие системы называются иерархическими (от греческого hierarchia; hieros — священный и агсЬё — власть) системами. Между элементами каждой подсистемы или каждого этажа существует разнообразное отношение. Различными являются и отношения между этажами. Значит, эта система содержит в себе целый набор различных структур и является многоструктурной.

Давайте теперь обозначим важнейшие структурные комплексы, основные этажи и межэтажные блоки в нашей системе, называемой «наука».

Как и всякое здание, здание науки строится с фундамента, так сказать, снизу. Этот фундамент науки образуется наблюдениями и экспериментами и, следовательно, состоит из эмпирических знаний.

Но самым главным, наиболее существенным для науки является верхний этаж, который называется теорией.

С него-то мы и начнем наш анализ.

Теория образует важнейшую подсистему научного знания.

Что же такое теория?

Как она устроена?

Как вы помните, теория образуется в первую очередь из законов, выражающих наиболее фундаментальные знания о самых глубоких и необходимых связях между изучаемыми явлениями. Эти знания не просто располагаются рядом друг с другом, а объединены определенными логическими отношениями, отношениями выводимости. Исходные фундаментальные законы теории возникают на основе обобщений или догадок — гипотез. Все остальные теоретические знания в рамках данной теории выводятся из фундаментальных законов по законам логики и математики.

Строя теорию в таких дисциплинах, как биология, ученые до сих пор чаще всего принимают в расчет содержание исходных фундаментальных законов и гипотез. Они, стало быть, опираются на содержательную логику. Однако в таких математизированных дисциплинах, как физика, механика или астрономия, одни законы выводятся из других преимущественно по правилам математики и математической логики.

Сама математика, по крайней мере в ее первоначальном варианте, как вы помните, строилась под диктовку практических задач.

Но по мере усложнения развития математики ученые-математики часто формулировали совершенно абстрактные математические задачи. Предположим, говорили они, что имеют место такие-то и такие-то обстоятельства, такие-то и такие-то условия и ограничения. Как в таком случае можно решить данную задачу? При этом математики часто не задумывались о прямом и непосредственном применении своих результатов к действительности. Их целью было разработать строгие, точные и непротиворечивые правила, позволяющие чисто формальным путем решать все однотипные задачи данного вида. Когда намеченная ими цель оказывалась достигнутой, это означало, что им удалось построить ту или иную математическую дисциплину, тот или иной раздел математики, то есть создать формальное математическое исчисление.

Ученый — физик, механик или астроном — сталкивался с практической, физической, механической или астрономической задачей, и если оказывалось, что взаимодействие объектов, набор условий и ограничений в этих практических задачах был в достаточной степени схож с абстрактными объектами, условиями и ограничениями, о которых размышляли математики, то естествоиспытатели охотно брали из арсенала математики уже готовое, проверенное математическое оружие — наборы готовых правил и формул.

Таким образом, в физическую теорию попадали математические структуры.

Именно так случилось в Новейшее время с алгеброй групп, с неевклидовой геометрией и др. Математики и даже физики XIX века думали, например, что эти разделы математики — чистая игра воображения, которая никогда не найдет себе практического применения. Когда, однако, уже в нашем столетии стали развиваться специальная теория относительности и квантовая механика,оказалось, что для формулировки их законов эти математические дисциплины дают готовый, хорошо разработанный математический аппарат.

Таким образом, математические структуры, находящие применение при построении научной теории, используемые для ее формулирования, уточнения, развития и совершенствования, образуют математическую модель научной теории.

В математические уравнения, как вы знаете, входят символы, обозначающие различные абстрактные переменные, и символы тех или иных математических операций. Поэтому сами по себе такие уравнения ничего не говорят об объективном мире. Для того чтобы они превратились в конкретную научную теорию, соответствующие символы должны обрести тот или иной физический, механический или астрономический смысл, получить определенное эмпирическое значение. Процедура предания формальному математическому аппарату конкретного научного смысла называется интерпретацией данной математической модели теории. Для этого необходимо использовать набор основных понятий данной науки, входящих в ее фундаментальные законы.

Возьмем для примера самое простое арифметическое выражение: y = xz. Входящие в него переменные могут быть легко выражены друг через друга. Однако ни о какой физической реальности они еще не говорят. Достаточно между тем интерпретировать у как силу, х как массу, a Z как ускорение, и мы получим уже знакомую нам здесь запись второго закона ньютоновской динамики F = та. При другой интерпретации, приписывая у значение импульса (Р) и рассматривая Z как скорость V, мы получим уравнение P = mV. Оно указывает на связь импульса с массой и скоростью движущегося тела. Чтобы та или иная математическая структура, тот или иной набор уравнений можно было рассматривать как соответствующую научную теорию, необходимо, стало быть, интерпретировать определенным образом переменные данные математической структуры.

Набор основных понятий и правил интерпретации, с помощью которых данные понятия включаются в состав математических выражений, превращая их тем самым в выражения физики, механики, астрономии и т. п., называются теоретической моделью данной теории. Теперь вам становится более понятной и та классификация моделей, о которой мы уже говорили.

Сейчас очень важно, чтобы вы ясно поняли, что ни математическая модель, ни теоретическая модель еще не образуют взятые порознь научные теории. Однако выделение этих двух важных подсистем позволяет нам сделать некоторые важные выводы. Оказывается, что различные по своему содержанию теории могут иметь одинаковые в известных границах математические модели. Так, например, уравнение кинетической теории газов*и уравнение механической теории, рассматривающей соударение абсолютно упругих шариков исчезающе малых размеров, сходны по своей математической природе, то есть по формальным свойствам. Точно так же в известных границах сходны уравнения гидродинамики и классической электродинамики.

Из этого, между прочим, следует, что различные в содержательном смысле теории могут иметь одинаковую математическую структуру, что и в основе их лежйт одна и та же математическая модель.

По мере того как научные теории разного содержания обнаруживают качественные различия между своими объектами, начинают обнаруживаться отличия и в используемом ими математическом аппарате. И все же обнаружение большего или меньшего сходства математической модели теории позволяет не только установить взаимосвязь научных теорий переносить некоторые сведения из одной теории в другую, но и наталкивает на мысль о взаимосвязи и даже единстве отражаемых в этих теориях фрагментов действительности.

Здесь уместно заметить, что математическая модель теории сама по себе не отражает объективную действительность, но она выражает или фиксирует формальную структуру теории, что само по себе очень важно, ибо позволяет лучше понять данную теорию, усовершенствовать ее, упростить и организовать заключенные в ней знания.

Теперь я хочу коснуться еще одного важного вопроса — вопроса о правилах формальных преобразований, интерпретаций и некоторых других правилах, с которыми часто приходится сталкиваться, коль скоро речь заходит о науке.

Вы помните, что еще в первой главе этой книги я обещал вернуться к вопросу о связях знаний об объективном мире и правил. Выполняю свое обещание.

Говоря о правилах хорошего тона (рыбу не едят ножом) или о правилах перехода улиц с оживленным автомобильным движением, а также о правилах шахматной игры и т. п., мы обычно подчеркиваем мысль, что эти правила не отражают объективную действительность. Они устанавливаются людьми иногда более или менее произвольно и могут быть изменены по взаимному соглашению без каких-либо катастрофических последствий.

Когда речь идет о правилах, применяемых в науке, надо быть особенно внимательным. Прежде всего нам следует задать вопрос: о каких правилах мы говорим в связи с изучением научного познания, откуда эти правила берутся и зачем они нужны?

С некоторыми из таких правил, с правилами логических доказательств и выводов, математических преобразований или интерпретации, мы уже сталкивались, но ими, конечно, дело не исчерпывается.

Рассмотрим вначале один очень простой случай и воспользуемся для этого хорошо знакомым нам законом F = т а.

Оказывается, что этот закон можно рассматривать с различных точек зрения.

Во-первых, он отражает некоторые объективные взаимосвязи и отношения между физическими явлениями. Если в инерциальной системе отсчета наблюдатель замечает, что тело изменило направление или величину скорости, то, согласно закону, это вызывается особой причиной — или взаимодействием с другим телом, или физическим полем. Эту причину и называют силой. Закон в этом смысле отражает объективную действительность.

Во-вторых, этот закон можно рассматривать как определение понятия «сила». «Сила» — есть то, что вызывает изменение в скорости тел, имеющих постоянную массу в определенных системах отсчета. При этом, конечно, предполагается, что нам известен смысл и значение понятий «масса», «ускорение» и «инерциальная система».

В-третьих, закон может быть истолкован как правило для вычисления. Это правило утверждает, что величина F равна произведению численных значений т и а, а направление вектора F совпадает с направлением вектора а.

Наконец, в-четвертых, закон можно рассматривать как правило или инструкцию для выполнения физических измерений. Он как будто говорит: «Если вам не известны численные значения величин пг и а, то измерьте каждую из них специальными приборами, показатели приборов переведите на язык чисел, подставьте эти числа вместо букв в формулу закона, а затем произведите соответствующие вычисления».

Мы, таким образом, видим, что в третьем и четвертом случае закон выступает в виде рекомендации, инструкции, указывающие, какие действия необходимо предпринять для вычисления тех или иных величин или какие следует осуществить измерения. Правила подобного рода отнюдь не так произвольны, как некоторые правила хорошего тона, игры в шахматы или в карты. Справедливости ради стоит сказать, что и эти последние перестают быть произвольными, лишь только их принимают все члены того или иного коллектива. Само собой разумеется, что даже в этом случае они никак не связаны с отражением и познанием объективных свойств действительности. Правила познавательной деятельности в этом отношении принципиально отличаются от правил поведения или игр, поскольку они опираются на познание объективной действительности и, в частности, на законы науки. Эти правила просто невозможны без таких законов, так как сами возникают, как в приведенном выше примере, из определенного истолкования и понимания законов науки. Такое истолкование и понимание законов науки, превращающее их в правила вычисления определенных величин или наблюдения и измерения, можно назвать «инструктивизацией». В процессе инструктивизации соответствующие законы как бы превращаются в те или иные инструкции — правила, предписывающие определенные виды научно-познавательной деятельности.

Возникнув на основе тех или иных законов науки, такие правила, в свою очередь, содействуют более глубокому, систематическому и организованному познанию действительности.

Чтобы покончить с этой стороной дела и лучше пояснить мою мысль, я попрошу вас взглянуть на картинку. При первом взгляде на нее, вы вряд ли что-нибудь заметите, кроме густого и беспорядочного сплетения линий. Однако если у нас есть заслуживающее доверия утверждение: «На картинке в одном из ее углов нарисован охотник», то ваш поиск становится более целенаправленным и осмысленным. На картинке б контуры охотника обведены более жирной линией. Рассматривая его и обладая некоторой наблюдательностью, пытливостью и склонностью к рассуждению, вы даже можете сделать новое самостоятельное открытие. На основе наблюдения вы устанавливаете, что охотник целится, и, определив направление прицела, можете утверждать, что в том же направлении следует искать цель. Более того, вы вправе предположить, что искомая цель — животное. Следовательно, мы опять располагаем инструкцией для поиска.

И действительно, в углу, как показывают контуры на рисунке, находится заяц.

Правила, основанные на определенном истолковании и понимании законов науки, регулирующие наш научный поиск, вместе с правилами соответствующих разделов математики и логики, применяемыми при построении научной теории, а также правилами интерпретации в совокупности образуют метод данной науки. Метод, стало быть, есть особая подсистема в системе научного знания. По мере развития науки метод сам изменяется, развивается, уточняется.

Так как метод имеет самое прямое отношение к вычислениям, измерениям, наблюдениям и экспериментам, связывая воедино результаты этих видов познавательной деятельности, то он образует важнейшую часть современной науки. Поэтому, изучая строение науки, теория познания уделяет большое внимание анализу методов науки. Без преувеличения можно сказать, что метод образует живую душу, двигатель научного познания, и поэтому изучить метод в каком-то смысле то же самое, что науку в целом. Вот почему учение о методах научного познания, то есть методологию, часто отождествляют с теорией научного познания.

Теперь давайте займемся другой важной подсистемой — подсистемой эмпирических знаний. Вы, наверное, помните, что эмпирическими называются знания, опирающиеся на наблюдение, включая активное наблюдение, возникающее в ходе научных экспериментов. Чтобы наблюдениями можно было воспользоваться при построении научного знания, например, для выдвижения некоторых предварительных гипотез, для проверки истинности тех или иных научных законов, для уточнения того, имело ли в действительности место такое-то и такое-то событие или нет, необходимо выразить наблюдение в общедоступной корректной форме.

Обычно люди, желая подтвердить свои взгляды, догадки, ссылаются на наблюдения, говоря: «Я сам это видел или слышал». Если эти наблюдения представлены в письменной форме, их обычно называют описаниями.

Примером обычного литературного описания мог бы служить следующий отрывок из рассказа А. П. Чехова «Драма на охоте (Истинное происшествие)»:

«Возвращались мы прекрасной дорогой по полю, на котором желтели снопы недавно сжатой ржи, в виду угрюмых лесов. . . На горизонте белели графская церковь и дом. Вправо от них широко расстилалась зеркальная поверхность озера, влево темнела каменная могила».

Это довольно лаконичное и образное описание способно создать известное настроение, передать определенную гамму ощущений, но оно, разумеется, не является научным описанием. Если бы мы попросили нескольких художников-пейзажистов изобразить то, что содержится в данном описании, то наверняка получили бы несколько совершенно различных картин.

В науке такая неоднозначность и неопределенность совершенно нетерпима. Поэтому научные описания должны удовлетворять целому ряду точно определенных требований. Во-первых, ученый должен указать, при каких условиях* с помощью каких инструментов и приборов производилось данное наблюдение. Он должен, во-вторых, уметь определить, к чему относятся его наблюдения, о чем они говорят. Наблюдая, например, различные положения стрелки на шкале монометра и описывая свои наблюдения, физик-экспериментатор четко представляет себе, что его интересует не то, что он непосредственно видит, не колебания стрелки, а давление пара в котле, энергия движущихся молекул. Так как он не может непосредственно ощущать это давление, забравшись, например, внутрь котла с перегретым паром, не может непосредственно измерить скорости и определить направление движения молекул газа, то ему надо уметь истолковывать свои наблюдения в понятиях кинетической теории газов. Это означает, что, прежде чем сделать соответствующую запись, физик, так сказать, в уме должен перевести положение стрелки на шкале на язык чисел, характеризующих давление пара в котле. Только после этого делается соответствующая запись. Последовательность таких записей, выполненная в форме таблицы, графика или колонок чисел, составляет описание данного наблюдения или эксперимента.

Так как на результаты описания могут влиять самые различные причины, то экспериментатор, чтобы исключить различные помехи и случайности, часто повторяет один и тот же эксперимент по нескольку раз. Повторяемость или воспроизводимость является одной из наиболее важных характеристик научных наблюдений и экспериментов. Она позволяет на основе статистических методов, иногда с применением ЭВМ, уменьшить вероятность ошибок, снизить погрешность измерений и дать наиболее точные количественные результаты.

Мы видим, таким образом, что научные описания совсем не простая вещь. Они не сводятся к обычным наблюдениям. Чтобы описание было правильным и соответствовало требованиям научности, необходимо:

1) учесть все условия, в которых проводится эксперимент, и различные причины и обстоятельства, влияющие на экспериментальный объект, приборы наблюдателя;

2) выразить результаты наблюдении и числе, та есть воспользоваться процедурой измерения, а если нужно, то и вычисления, подвергнув первоначальные «сырые» данные статистической обработке;

3) истолковать полученные результаты правильно, то есть отнести их не к приборам, побочным условиям и факторам, не к состоянию наблюдателя, его профессиональным- навыкам, зоркости, внимательности или утомленности, а к изучаемым объектам (давление пара в котле и т. д.).

Мы, следовательно, приходим к выводу, что система описаний отнюдь не так проста, как может показаться, она имеет сложную структуру, в ней более или менее отчетливо прослеживаются различные отношения между объектами, средствами наблюдения, исследователями, методами обработки данных. К тому же описания имеют смысл не сами по себе, а лишь внутри данной науки и прежде всего в связи с той или иной теорией.

Наконец, нам необходимо выделить в качестве особой подсистемы, связывающей знания с материальным миром, совокупность материальных и воображаемых моделей. Я уже говорил о них во второй главе. И сейчас хочу обратить ваше внимание на то, что они играют в научном познании роль, весьма отличающуюся от той, которая выпадает на долю математических и теоретических моделей.

Модели первых двух типов непосредственно относятся к материальным объектам, отражают их, фиксируют в себе наиболее важные черты таких объектов.

Модели двух последних типов относятся к научной теории. Они либо выражают и передают сведения о ее формальной структуре, либо служат для превращения этой последней в содержательную, теоретическую систему.

Материальные и воображаемые модели, хотя и очень условно, можно назвать «сгустками знаний». По существу, чтобы построить уменьшенный макет электростанции или механическую модель ДНК, как это делал Уотсон, нужно очень много знать о соответствующих объектах. Модели подобного рода служат для дальнейшего уточнения, проверки и создания некоторых новых знаний в рамках уже имеющихся. Результаты, полученные при исследовании таких моделей, ценны не сами по себе. Они приобретают значение, когда их переносят с моделей — объек-тов-заместителей и применяют к действительным объектам.

В реальном научном познании все подсистемы науки: теория, метод, описание эмпирических знаний, модели различных видов и т. д.—так тесно связаны, так иногда переплетаются, что отделить их, провести такую грань между ними почти невозможно.

Здесь, если хотите, перед нами в новом обличии предстает гордиев узел.

Однако и сейчас наша цель — не разрубить его, а разобраться. Но теперь это сделать гораздо легче. Я думаю, что хорошим подспорьем послужит для нас один эпизод из истории современной физики.

Люди давно интересовались проблемой времени. Мы знаем, что время необратимо, что оно имеет как бы одно-единственное направление: из прошлого в будущее. Известно также, что оно объективно, так как не зависит от воли и сознания людей, существует вне их и измеряется с помощью циклически повторяющихся регулярных ритмических процессов. Такие процессы мы наблюдаем при колебании обычного маятника или колебания атома внутри молекулы, молекулы в кристаллической решетке и т. п., и все же этих сведений очень мало для того, чтобы ответить на вопрос «Что такое время?» с той же точностью и определенностью, с какой мы можем сейчас ответить на вопросы: «Что такое глина?», «Какова высота Останкинской телебашни?» или «Какова форма околосолнечной орбиты Земли?» Вот почему каждая новая крупица знания о времени вызывает пристальное внимание физиков. Решая некоторые уравнения, связанные со специальной теорией относительности, физики получили отрицательное значение для времени.

Что это могло означать?

Так как данное уравнение принадлежало к теории, хорошо зарекомендовавшей себя во многих других случаях, то просто отмахнуться от этого значения, счесть его математическим казусом было бы неразумно.

Поэтому было выдвинуто предположение, что физический смысл этой отрицательной величины дает понятие «обратное направление времени».

Эта интерпретация повлекла за собой необходимость ответить на другой вопрос: «Каковы физические свойства времени с обратным направлением, как протекают в нем те или иные физические процессы времени?»

На первом этапе пришлось воспользоваться воображением, придумать те или иные модели, дающие хотя бы неполный ответ на эти вопросы.

С помощью этих воображаемых модельных процессов физики уже яснее представили себе, в каких экспериментах и с какими объектами можно проверить гипотезу об обратном направлении времени. Затем они действительно сконструировали экспериментальную установку, в которой не наблюдавшийся ранее тип распада элементарных частиц должен был подтвердить данную гипотезу. Во время эксперимента были отсняты десятки тысяч кинокадров, на которых были запечатлены «треки», то есть линии движения различных микрообъектов. Затем они были тщательно измерены и подвергнуты математической обработке. И хотя данный эксперимент не дал удовлетворительного ответа на вопрос об обратном направлении времени, он отчетливо показывает, как завязаны в одном узле теория, математический аппарат, интерпретация, гипотеза, модель, эксперимент, измерение, вычисление, описание и т. д. Эксперимент этот показывает также, что не все проблемы решаются наукой просто и с первого подхода, что в мире науки, в мире научного познания достаточно места для всех, кто обладает пытливостью и мужеством задавать природе нелегкие вопросы.

Ученые, познание, общество

Науку создают ученые. Это такая же избитая фраза, как «мебель делают столяры, а дома строят каменщики». Чтобы всерьез разобраться, в чем особенности научного познания, следует ответить на вопрос: в какой мере оно зависит от деятельности, квалификации, организованности ученых и в какой мере поведение ученых, их отношение к окружающему миру, в свою очередь, зависит от научного познания.

Это совсем не простой вопрос, и не надейтесь найти здесь окончательный и бесспорный ответ. Сами ученые часто задумываются над этим вопросом, и для его решения кое-что уже сделано. Но если он заинтересует и вас, то вы найдете много возможностей применить здесь свою любознательность и силы.

Ученые — члены общества, и так как общество не стоит на месте, меняется его экономическая основа, общественный строй, политическая и правовая организация, то и положение ученых в обществе меняется. Разные общества по-разному относятся к науке, и ученые по-разному относятся к различным общественным учреждениям, формам государственной и общественной организации. Весь этот круг отношений входит в понятие «мир науки».

Разумеется, все эти сложные взаимосвязи и переплетения причин не охарактеризовать в нескольких словах. Все же кое-что я попытаюсь здесь если и не рассказать подробно, то хотя бы обозначить контурной линией.

Некоторое время назад тот самый профессор Уотсон, который вместе с Криком открыл почти четверть века назад структуру ДНК, выступал в одной из комиссий конгресса США. Он говорил о том, что наука в наши дни достигла таких вершин, так много знает и умеет, что в ближайшие десятилетия, скажем, к началу следующего века, генетики смогут по своему усмотрению выводить нужные виды животных и растений, по заранее созданному проекту. Прав он или не прав, покажет будущее. Однако возможность управлять изменением наследственности живых существ, включая человека, свидетельствует не только о мощи научного познания, но и о власти человека над миром, и власть эта может быть использована в разных обществах по-разному.

Почти одновременно с сообщением о выступлении Уотсона я прочитал статью, в которой говорилось, что другой известный американский генетик Шэпир, выделивший впервые в чистом виде отдельный ген, прекратил свои многообещающие исследования. Выделение гена означало, что мы вскоре действительно научимся управлять отдельными наследуемыми признаками живых организмов.

Казалось бы, после такого крупного открытия только и продолжать свои исследования дальше. Но Шэпир прекратил их, опасаясь, что в условиях острой политической и классовой борьбы агрессивные военные круги и капиталистические монополии США смогут использовать его достижения против человечества, например, для того, чтобы превратить большинство населения земного шара в тупых послушных рабов.

О чем говорит этот эпизод?

Прежде всего о том, как определенные общественные условия влияют на научное познание. В данном случае эти условия «работали» против познания, против достижения новых научных истин.

Вы спросите, прав ли был американский генетик, принимая свое решение? И этот вопрос не прост. Конечно, он поступил как подлинный гуманист, опасаясь, что его открытие используют во вред человечеству. Но возможно и другое решение. Открытие, выделение, а тем более синтез генов лабораторным, а затем и промышленным путем могли бы со временем привести к колоссальному увеличению продовольственных запасов, к излечению таких тяжелых недугов, как рак, шизофрения, некоторые врожденные заболевания и т. п. Вот и оказывается, что ученый всегда стоит перед дилеммой: стремиться к открытию истины или заботиться о перспективах и возможностях применения этой истины в обществе. И то и другое связано отнюдь не просто, и часто за расщеплением атома следует не только мирная атомная электростанция, но и атомная бомба.

Однако влияние общества на научное познание не ограничивается одной лишь возможностью использования научных открытий или финансированием научных учреждений. Входя в лабораторию и надевая белоснежный халат, ученый может стряхнуть пыль, смыть грязь с рук, уничтожить оставшиеся микроорганизмы ультрафиолетовым излучением — короче, очиститься почти от всего, что существует за пределами лаборатории. Но он не в состоянии полностью освободить свое сознание от элементов здравого смысла, от привычек и предрассудков, связанных с воспитанием, с его общественной средой. И это понятно. Ученый не только химик, физик или математик, но и человек, живущий нормальной, повседневной жизнью. Разумеется, что ученый неплохо понимает эту взаимосвязь и сознательно стремится освободить свои научные представления от тех наслоений здравого смысла, которые с ними несовместимы.

Вы помните, конечно, что геоцентрическая система Птолемея была основана на представлениях, присущих здравому смыслу и опиравшихся на уверенность, что видимое движение небесных светил сходно с истинным их движением. Системе Коперника так трудно было проникнуть в мир обычных представлений, потому что она натолкнулась не только на сопротивление консервативных ученых, но еще больше на сопротивление здравого смысла и предрассудков. Однако и борьба с предрассудками иногда оборачивалась совершенно неожиданной стороной. Еще в глубокой древности и особенно в средние века наряду с астрономией развивалась астрология — учение зависимости судьбы и характера каждого отдельного человека от небесных светил. Сравнивая дни и часы рождения человека с расположением звезд и планет в тот или иной день, астрологи составляли гороскопы — предсказания всей судьбы человека.

Когда победила научная астрономия, большинство ученых полностью отбросили мысль о влиянии небесных светил на живые существа и особенно на жизнь и поведение человека как ненаучную.

Вместе с тем по мере развития науки обнаруживались удивительные факты. Было, например, замечено, что периоды повышенной солнечной активности совпадают с распространением некоторых эпидемических и сосудистых заболеваний; было отмечено, что перелетные птицы во время ночных полетов ориентируются по звездам и, следовательно, сообразуют с их расположением свое поведение. Было замечено также (помните, что я рассказывал выше об Аррениусе?), что жизненные циклы растений зависят от целого ряда явлений, включая свет, идущий от далеких звезд (Солнце ведь тоже звезда), и т. д. Эти и многие другие факторы позволили по-новому понять связь живой природы с космическими явлениями.

Разумеется, новые научные факты не ведут к возрождению астрологии, но они показывают, что слишком поспешное отбрасывание здравого смысла и полное отрицание некоторых предрассудков без попытки выявить хотя бы небольшие элементы разумного, которые в них содержатся, часто оказываются неоправданными.

С тех пор, как начала возникать современная наука, то есть примерно с эпохи Коперника, ученые начали составлять особую группу или слой в обществе.

Этот слой часто называют сообществом ученых.

В XVI, XVII и даже XVIII веках общее число ученых в Европе было очень невелико. В лучшем случае на протяжении каждого десятилетия в разных странах Европы и Америки одновременно работало несколько сот ученых. Обсуждая те или иные научные достижения, ученые прибегали к переписке, к помощи журналов, впервые появившихся в XVII веке. Нередко они устраивали дискуссии и обсуждения, а для их проведения создавали специальные научные организации. Так возникли различные академии наук, к которым добавились и другие специальные учреждения.

У научных сообществ начали появляться свои правила обсуждения, свои критерии для оценки научной значимости тех или иных идей или открытий. Одной из самых замечательных черт этих сообществ является свободное беспристрастное и критическое обсуждение всех затрагиваемых вопросов. Наука по сути своей является демократической республикой, и жители этой республики — ученые. Но беспристрастность и объективность научных сообществ очень часто встречали препятствия и противодействие со стороны тех или иных классов, политических, религиозных и коммерческих организаций. Вы помните, наверное, по курсу школьной истории, как церковь преследовала Джордано Бруно, Галилея и Сервета. Еще в 30-е годы нашего века в некоторых районах США запрещали преподавание дарвинизма, ссылаясь на то, что учение о происхождении человека от обезьяны не совместимо с религией и нравственностью.

Во время фашистской диктатуры в Германии политические главари третьего рейха отрицательно относились к теории относительности Эйнштейна, утверждая, что учение об относительности, будучи примененным к обществу, подрывает государственные устои.

Я не буду увеличивать число подобных примеров, они нужны здесь лишь для того, чтобы показать, как часто интересы научного познания сталкиваются в классовом антагонистическом обществе с факторами, тормозящими развитие науки.

Подлинно демократическим обществом является общество социалистическое. Только при подлинном социализме интересы развития науки и общества полностью совпадают. В нашей стране ученые насчитываются не сотнями и даже не тысячами, а миллионами. Конечно, не каждый научный работник — ученый, ибо в научных лабораториях, институтах и академиях работают инженеры, вычислители, технические сотрудники и лаборанты. В эпоху научно-технической революции, когда стоимость каждого научного эксперимента в сравнении с экспериментами эпохи Галилея и Ньютона возрастает в сотни и даже тысячи раз, общество должно быть уверено, что научные знания не только позволяют нам получить новые, более глубокие представления об объективном мире, но и будут содействовать развитию производства и культуры.

Для того чтобы наука была эффективным инструментом познания, необходимо выполнить много условий. Нужно, чтобы ученые вовремя получали электронные микроскопы, ускорители элементарных частиц, колбы, пипетки, экспериментальных кроликов и редкоземельные элементы, требующиеся для проведения эксперимента. Задержка немедленно приводит к отставанию в науке, поэтому ученых следует снабдить помещениями для работ и научных дискуссий, новейшими книгами и журналами, рассказывающими об открытиях их коллег, типографиями и издательствами, необходимыми для публикаций их собственных открытий. Ко всему этому следует добавить современную организацию научных учреждений, продуманное планирование и управление исследованиями, в которых часто одновременно участвуют сотни людей. Вспомните хотя бы современные космические исследования. Ни о чем подобном не могли даже помыслить не только Галилей и Ньютон, но даже Фарадей и Максвелл, работавшие в одиночку, либо с небольшим числом помощников. Вот почему в наиболее развитых научных державах, и прежде всего в СССР, государство и общество принимают на себя все большую долю ответственности за развитие науки. Но даже если все эти условия выполнены, полной гарантии успеха не может быть, пока не осуществлено еще одно чрезвычайно важное требование. Как бы ни был хорош автомобиль, каким бы гладким ни было шоссе, сколь совершенными не оказались бы светофоры и подземные переходы, безопасность уличного движения в значительной мере зависит еще от профессионального мастерства водителей и от того, насколько точно пешеходы соблюдают правила уличного движения. Эти два последних пункта не так уж важны в крохотной деревушке, где изредка неторопливо проезжает телега, запряженная полусонной клячей, но в гигантском городе они приобретают первостепенное значение.

Точно так же знание основ, принципов и правил научного познания приобретает решающее значение в современной науке. Разумеется, и три столетия назад, в те легендарные времена, когда якобы упало яблоко Ньютона, теория познания и методология науки играли значительную роль, но все это не идет в сравнение с тем, что происходит сегодня. Ученый может задумываться о судьбе своего открытия, может и должен отстаивать принципы нравственности, бороться за мир и делать многое другое, но все это могут делать и другие люди. Главная же цель его деятельности, главная задача, основной вид деятельности, который только и делает его ученым, заключается в том, чтобы делать открытия, формулировать новые законы и теории, непрерывно обогащать человеческую культуру новыми, объективными истинами, увеличивающими, углубляющими наши знания о мире. Эти цели и задачи нельзя достигнуть кустарными методами. Студент или молодой научный работник, вызубрившие формулы, затвердившие правила обращения с экспериментальным оборудованием и даже научившиеся решать типовые задачи, вряд ли превратятся в большого ученого. Для этого необходимо уметь формулировать новые познавательные задачи, выдвигать неожиданные гипотезы, создавать не существовавшие ранее методы и придумывать модели, приподнимающие завесы над неизвестностью. Чтобы делать все это, надо много знать.

Прежде всего необходимо знать основы наук и принципы научного познания, нужно уметь видеть модельные аналогии между очень различными вещами, обнаружить единство там, где обыватель видит только разнообразие, угадывать новое задолго до того, как его заметят другие.

Ньютон любил повторять: «Я гипотез не выдвигаю». Однако он никогда не открыл бы закона всемирного тяготения, если бы не выдвинул смелую и оригинальную гипотезу.

Максвелл встретил бы массу затруднений при создании электродинамики, если бы в определенных границах не воспользовался моделями и уравнениями гидродинамики.

Иван Петрович Павлов вряд ли проник бы так глубоко в психологию и физиологию человека, если бы не воспользовался животными как живыми моделями, если бы последовательно не пользовался изолирующими абстракциями и системным подходом.

Вот почему и тем, кто намерен посвятить себя науке, и тем, кто собирается лишь познакомиться и понять ее, так важно овладеть азбукой научного познания, философией и методологией научного мышления.

Даже в повседневной жизни в более или менее сложных обстоятельствах люди могут придерживаться разных взглядов относительно того или иного события, того или иного явления. В науке такое положение встречается на каждом шагу. При этом речь идет не о мнениях, вкусах или предрассудках ученых, а о научных теориях и гипотезах. Часто случается, что одно и то же явление может быть объяснено несколькими различными способами.

Одно время в физической оптике преобладал взгляд Ньютона, согласно которому свет представляет собой поток микроскопически малых частиц — корпускул, вызывающих определенные ощущения в зрительной системе человека.

Одновременно с этим была разработана теория Христиана Гюйгенса, утверждавшего волновую природу света.

После экспериментов Френеля и Юнга, подтвердивших правоту Гюйгенса, корпускулярная теория Ньютона была вытеснена из оптики, и многие считали, что она навсегда опровергнута и не представляет научного интереса.

Однако в XX веке, особенно в связи с развитием квантовой физики, было показано, и притом экспериментально, что свет обнаруживает в одних ситуациях волновую, в других корпускулярную природу.

Такие же неожиданные свойства были открыты и у элементарных частиц. Оказалось, что каждая из прежних теорий заключала в себе известную долю истины.

Новый подход к природе света как бы объединил, синтезировал оба прежних, но, разумеется, на более глубокой квантовой основе.

Я рассказал об этом эпизоде из истории науки, чтобы пояснить свою мысль о том, что научные идеи, теории и гипотезы как бы соперничают друг с другом, борются и состязаются. При этом одни оказываются победителями, другие побежденными, и довольно часто случается так, что в ходе подобной борьбы конкурирующие гипотезы и теории как бы порождают новые взгляды, внутри которых удерживается, сохраняется и развивается все то ценное, что было у прежних «соперников». Чем больше новых, неожиданных и остроумных гипотез выдвигает ученый, тем больше шансов совершить значительное открытие. Эти гипотезы подвергаются тщательной проверке, и та из них, которая выдержит испытание экспериментом и наблюдением лучше остальных, получает титул закона науки и входит в состав научной теории.

Этим дело не кончается.

Чем глубже теория, чем большую долю объективной истины заключает она в себе, тем чаще порождает она новые гипотезы, ведущие к новым экспериментам и новым открытиям. Так осуществляется цепная реакция идей в науке.

В наше время та общественная система выйдет победителем, тому общественному строю принадлежит будущее, который создает наилучшие условия для «произрастания» и развития научных идей, гипотез и открытий, ибо они являются одной из главных движущих производительных сил человечества.

Одним из самых важных факторов роста и развития науки и научных знаний является разработанная и хорошо «отлаженная» теория научного познания. Именно поэтому она образует общую философскую основу научной исследовательской деятельности. Характер самой теории познания зависит от философии, частью или разделом которой она является. Философия изучает наиболее общие законы изменения и развития мира, возникновением и происхождением сознания, его отношением к действительности, тем, насколько первое полно и верно отражает второе.

Разговор о философии в целом — особый разговор. Его нужно продолжить в другой, специальной книге. А сейчас я хочу лишь отметить, что теория научного познания образует как бы мост, как бы связь между философией и наукой, и тому, кто ее изучает, следует об этом постоянно помнить. Общество, заинтересованное в эффективной и всесторонне развитой науке, помогающей решать самые сложные задачи современности, заинтересовано поэтому и в развитии теории познания, и в развитии включающей и обосновывающей ее философии.