Атеология. Научный метод

Атеология    αθεολογιΑ

Атеистическая философия.  

Целью сайта является популярное изложение основ атеистического мировоззрения, научное просвещение и пропаганда разума.


Научный метод

  Наука в XXI веку достигла больших высот в выяснении устройства окружающего мира, законов его развития и функционирования, практическом применении полученных знаний в технике. Сила науки заключена не просто в достижениях ученых, а в научном методе, позволяющем получать объективную информацию об окружающем мире. Научный метод - это набор принципов, следование которым позволяет избежать ошибок в процессе познания. Это не что-то магическое - многие мыслители некоторыми из этих принципов пользовались интуитивно. Но такое не полностью осознанное несистемное применение позволяло мыслителям прошлого параллельно с применением принципа в одном случае, упускать его (или другие принципы) в других с вытекающей из этого ошибки суждения, исследования и так далее.

  Наука оперирует гипотетико-дедуктивным подходом. На первом этапе учёный наблюдает нечто в окружающем мире, что служит исходными данными для формирования гипотез и теорий. На втором на основе этих данных высказываются предположения, дополняющие или даже заменяющие существующие базовые постулаты, предполагаются законы, связывающие объекты. При этом могут дополняться или исправляться существующие теории (но это ещё пока формирование рабочих гипотез и теорий, не установление их). На основе математического аппарата строятся конкретные модели. Третьим этапом является выведение предсказаний построенных теорий и моделей. Следующий этап ключевой - разрабатываются эксперименты (опытные или наблюдательные), которые проверяют выведенные предсказания эмпирически - сравнением с реальность. Если результаты не увязываются, значит, либо в постановке эксперимента не было что-либо учтено, либо набор постулатов и предполагаемых законов не верен. После рассмотрения схемы, оборудования и хода эксперимента, либо обнаруживают ошибку в постановке эксперимента и проводят уже исправленный эксперимент, либо, не найдя ошибок в эксперименте предполагают ошибку в исходных предположениях - и тогда возвращаются к началу цикла и пересматривают теорию, постулаты, законы и формируют новую. Таким образом цикл повторяется. Важно то, что критерием принятия постулатов и теорий служит соответствие предсказаний теории наблюдаемому в реальности. Следует отметить, что в реальной науке практически никогда нельзя сказать достоверно, что в эксперименте проверяется лишь одна гипотеза. Обычно параллельно с ней на исход эксперимента влияет множество допущений об экспериментальном оборудовании и условиях проведения эксперимента. Это, однако, является лишь осложнением для поиска "виновного" в неудаче эксперимента факторе - ошибочна ли проверяемая гипотеза или неучёт каких-то факторов в схеме эксперимента. К счастью, учёные раз от раза подтверждают, что люди способны изобретать способы обойти или скомпенсировать практически любые мешающие факторы.

  При проверки научных гипотез существует два дополняющих друг друга аспекта: верификация - проверка наличия фактов, подтверждающих гипотезу и фальсификация (не путать с другим значением этого слова - "подделка") - поиск фактов, которые могли бы опровергнуть гипотезу. Факты, укладывающиеся в теорию, обычно обнаруживаются еще при ее разработке - собственно, именно по ним теория и разрабатывается. Именно из систематизации фактов формируется гипотеза об имеющейся взаимосвязи явлений, подлежащая подтверждению или опровержению. Данная сторона теоретизации фактов характерна как для науки, так и для обыденного мышления. В силу психологических факторов позитивное подкрепление предположения очень эффективно убеждает человека в его истинности, и это - слабое место естественных познавательных возможностей человека.

Второй аспект проверки соответствия теории реальному положению вещей в мире - фальсификация более характерен для научного метода - является основным принципом научного подхода. В подтверждение гипотезы почти всегда можно найти какой-либо пример выполнения, количество таких примеров, разумеется, увеличивает "вес" гипотезы, однако гораздо более важно отсутствие контр-примеров - примеров, опровергающих гипотезу, ведь одного корректного примера достаточно для опровержения гипотезы. Практическая ценность фальсификационной проверки в познании выше, чем ценность верификационной, еще и за счет того, что верификация совершенно естественна для обыденного мышления, автоматически интуитивно выполняется человеком, в то время, как фальсификация требует особого внимания, хотя у ученых она входит в привычку.

  Частью процесса фальсификационной проверки гипотезы часто выступает проверка неожиданных предсказаний теории, сопоставление фактов с теоретическим выводами. Одним из наиболее известных впечатляющих примеров такой проверки было открытие Нептуна, существование которого было предсказано Ньютоном из закона тяготения: неизвестная ранее планета была обнаружена именно там, где она должна была быть, исходя из уравнений.

Существуют принципиально нефальсифицируемые теории - такие теории, в которые можно вписать любые факты. Ни наличие, ни отсутствие какого-либо факта не противоречит такой теории. Вопреки интуитивному восприятию этой черты как сильной стороны теории, на самом деле она является слабостью. Более сильная теория - та, которая могла бы быть опровергнута наблюдением определенного факта, но факта не наблюдается, или же, наоборот, отсутствие факта было бы опровержением гипотезы, но факт наблюдается. Та же теория, которая совместима с любым положением относительно данного факта - не подтверждается, хотя и не опровергается им, не объясняет его, по крайней мере в одиночку.

  Особая склонность человеческой психики доверять положительному подкреплению вполне обоснована с точки зрения эволюции психики. Для мыслящего существа гораздо более опасно пропустить имеющуюся в мире закономерность, чем ложно опознать отсутствующую. Тот индивид, который перестраховывается в сфере познания, принимая большее количество предположений, с большей вероятностью обойдет закономерную опасность, хотя и затратит лишнее время и лишние усилия на ложно опознанные закономерности. В то же время, индивид, настроенный скептически, склонный принимать меньше предположений об имеющихся закономерностях в пользу их достоверности имеет гораздо больше шансов пропустить имеющуюся закономерность, хотя обнаруженные им будут более достоверны. Цена пропущенной закономерности обычно выше цены ненужных затрат на несуществующую. Именно поэтому разум высокоразвитых животных, в том числе человека, склонен к суевериям и другим проявлениям нахождения ложных закономерностей.

  Фальсифицируемость теории является обязательным условием научности теории. Существуют менее строгие правила - методологические подходы. Например, "бритва Оккама" принцип, гласящий "Не множь сущности без необходимости". Строго говоря, реальность не обязана соответствовать наиболее простому из имеющихся объяснений, однако именно с наиболее простых мысленных построений и теорий следует начинать попытки объяснения, поскольку, чем выше сложность объяснения, тем больше построений аналогичной сложности и меньше вероятность попасть в действительное положение вещей. Кроме того, в сторону увеличения сложности объяснения граница практически отсутствует и, начиная сразу со сложных объяснений, практически невозможно добраться до действительного. Начиная же с наипростейшего и убедившись в его неработоспособности, можно перейти к более сложному.

  Античные и средневековые мыслители часто считали возможным исследование мира путем чистого рассуждения без применения эксперимента и наблюдения, "чистым разумом". Такое "чистое рассуждение" порой приводило их к абсурдным выводам. На самом деле, считая свои рассуждения чистыми от опыта, они делали ошибку - они неосознанно использовали свой повседневный опыт, повседневные наблюдения, не понимая этого. Как результат, они не только вводили в рассуждения ошибки и заблуждения, но и были лишены возможности понять это, отрицая использование практики. Научный метод опирается на наблюдение и эксперимент.

  Научная теория обязательно подлежит проверке на соответствие фактам окружающего мира, а также другим теориям. К научным экспериментам применяется требования объективности (независимости от экспериментатора) и повторяемости (воспроизводимости). Сильной стороной науки является то, что при желании человек имеет возможность ознакомившись с теориями и фактами путем расчета или эксперимента проверить отдельный элемент научной картины мира. Опыты прошлого не закрыты от современных людей.

  Познание окружающего физического мира представляет собой построение моделей реальности, отображающих до того или иного уровня детализации аспекты поведения физических объектов. Обычно научные модели - формализованы. Это модели на уровне логики, математики, формул. До некоторой степени эти модели привязаны к обыденной визуализации - являются математическим отображением приведения физических объектов к привычным аналогиям, но лишь как инструмент, помогающий интуитивно воспринимать модель учёному. Например, формулы молекулярно-кинетической теории в простейшем варианте ориентируются на представление молекул газа в виде упругих шариков или групп шариков. В других случаях, например в световых явлениях, одна визуализационная модель уже не в состоянии обеспечить корректное соответствие всех явлений - здесь существует две модели - корпускулярная и волновая, которые при попытке мысленного представления дают ощущаемое противоречие, вытекающее из отсутствия подходящих повседневных аналогов у квантовых объектов. В области квантовой механики визуализация, по-видимому, вообще невозможна, хотя математические модели и сохраняют предсказательную силу.

  В качестве ещё одного принципа, весьма значимого в научном методе стоит отметить принцип, что "корреляция не значит причинности". Это один из философских принципов, указывающий, что наблюдение одного явления "после" другого, отнюдь не значит "вследствии". Два явления или тенденции могут случайно совпадать, следовать друг за другом или являться разными следствиями третьего. Поэтому, выявление статистической связи - корреляции не достаточно для константации зависимости. Для установления действительной причинности нужны особые приёмы. Этот пункт особо актуален в медицинских исследованиях. Именно из-за важности этого пункта доказательная медицина в качестве доказательства эффекта препарата или лечения принимает только результаты исследований рандомизированного воздействия. Важно это потому, что необходимо избегать влияния побочных факторов и обратной причинности (например, некоторая корреляция потребления кофе и здоровья печени может быть обусловлено вовсе не положительным эффектом кофе на гетапоциты, а тем, что люди, у которых метаболизм кофеина печенью нарушен предпочитают не пить кофе; в простом исследовании в такой ситуации наблюдение выявит корреляцию, на самом же деле зависимость будет обратной - больная печень приводит к снижению потребления кофе, а не кофе улучшает работу печени; корректно поставленное рандомизированное исследование в этом случае укажет, что в одинаковых группах пациентов разный режим потребления кофе не привёл к различию в функциях печени).

 Особая сила науки состоит её критичности, в том, что она готова пересмотреть существующие представления или теории, если появятся данные об их ошибочности, и не склонна поддаваться на "контрабанду" предубеждений в систему знания.

 Следует отметить, что здесь приведена лишь малая часть того, что составляет научный метод, и подчеркнуть, что научный метод не является законченной системой методов, принципов и подходов. Методологическая база науки постоянно совершенствуется.