Светоч разума. Рациональное мышление в XXI веке

Описать научный процесс достаточно просто: у нас появляется идея о том, как связаны некие объекты или как они функционируют. Мы предлагаем теорию, объясняющую их поведение, а затем выдвигаем систему проверяемых гипотез. (Гипотеза, имеющая объяснительную ценность, должна быть так или иначе проверяемой.) После этого начинается исследование происходящего в реальности. Согласуются ли результаты экспериментов с тем, что мы ожидали? Наши гипотезы либо подтверждаются, либо отклоняются.

Часто это итеративный, или повторяющийся, процесс. Приходится возвращаться, проверять свои идеи еще раз, улучшать их, а затем проверять снова. Резюмируя, можно сказать, что гипотетико-дедуктивный метод состоит в следующем:

1. Исходим из имеющейся теории или формулируем новую.

2. Предлагаем одну или несколько проверяемых гипотез.

3. Проверяем эти гипотезы путем наблюдений или экспериментов.

4. Результаты проверки либо укрепляют, либо ослабляют достоверность теории.

Какова в этом роль индукции? Обычно индукцию используют на первом шаге при формулировке теории. Например, если все вороны, которых мы до сих пор видели, были черными, основываясь на этом можно предположить, что все вороны в мире черные.

Случай из практики: Луи Пастер и самозарождение

Классический пример использования гипотетико-дедуктивного метода – эксперимент великого французского химика и биолога Луи Пастера (1822–1895), выполненный в середине XIX столетия. Он поставил этот эксперимент для проверки популярной в то время гипотезы о “самозарождении”.

Загадка происхождения жизни всегда ставила людей в тупик. Как на Земле появилась жизнь? Как неживая материя могла стать живой? Многие века господствовала теория “самозарождения” Аристотеля, согласно которой жизнь возникает спонтанно, сама по себе. Плодовые мушки в компостной куче и черви, размножающиеся в гниющем мясе, считались свидетельством самозарождения маленьких живых существ при благоприятных условиях. По крайней мере так полагали некоторые мыслители.

Пастер в этом был не уверен. Он взял два куска мяса. Один кусок он убрал в закрытый ящик стола, а другой оставил лежать на столе не закрытым, так что тот подвергался воздействию окружающей среды. Для проверки теории самозарождения Пастер выдвинул гипотезу: если самозарождение имеет место, черви вскоре появятся в обоих кусках. Произошло следующее: через несколько дней черви появились в куске, лежавшем на открытом воздухе, а в куске, находившемся в закрытом ящике, их не было. Пастер пришел к выводу, что его эксперимент показал ошибочность теории самозарождения. Он использовал правило вывода modus tollens:

Посылка 1. Если теория самозарождения верна, черви должны появиться в обоих кусках мяса.

Посылка 2. Черви не появились в одном из кусков мяса.

Заключение. Теория самозарождения неверна.

Серьезному ученому для окончательного вывода недостаточно одного эксперимента. Поэтому Пастер выдвинул ряд новых предположений и для их проверки поставил новые эксперименты. Со временем эксперименты с кусками мяса заставили Пастера признать теорию самозарождения Аристотеля несостоятельной.

Позднее Пастер сформулировал собственную теорию, согласно которой гниение вызывают бактерии, которые есть в воздухе. Это был первый шаг в направлении современных представлений о бактериях и инфекциях. И эта теория имела очень значимые практические приложения: благодаря ей мы сегодня знаем, как обращаться с продуктами и как избежать инфицирования ран. Последующие научные работы Пастера тоже имели очень существенное значение: например, он создал вакцину против бешенства, спасшую маленького мальчика, который стал первым человеком, выжившим после укуса бешенной собаки. В истории медицины такого еще не случалось.

Этот пример демонстрирует самую суть научного метода поиска знания. Наука старается предоставить нам точное описание реальности. Теории, не подтвердившиеся при проверке, отбрасываются. Теории, которым удалось выдержать проверку, живут дольше, но их следует тестировать и дальше. По крайней мере, именно так в идеале должна функционировать наука.