Устин Чащихин - Научный метод познания. Ключ к решению любых задач

• Название: Научный метод познания. Ключ к решению любых задач
• Автор: Устин Чащихин
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2013

В книге детально изложен научный метод познания, применяемый учеными при научных исследованиях. Рассмотрены критерий Поппера, принцип достаточного основания Аристотеля, бритва Оккама, сбор экспериментальных данных и их математико-статистическая обработка, основы математической логики. На конкретных примерах и задачах автор показывает, как научный метод познания применяется на практике, как избегать ошибок, как отличить науку от лженауки.

Книга предназначена для широкой аудитории, интересующейся познанием истины, наукой и научным подходом к решению любых задач.

Автор закончил химический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, Высшую Школу Экономики и Нидерландский Институт Маркетинга.

---

Итак, в науке ошибка – неотъемлемая часть научно-исследовательского процесса поиска истины. Эксперимент – и есть метод проб и ошибок. Поэтому в науке нельзя бояться ошибиться. Из ошибок надо делать правильные выводы. И если они сделаны, то ошибка даже полезна (если, конечно, она не принесла вреда людям). Поэтому в науке нет понятия греха в принципе, нет страха перед опытом и ошибкой.

А с другой стороны, в науке принято исправлять настоящие ошибки по мере возможности.

2. Необходимость сомнений и свободы слова и недопустимость догматизма и цензуры. Критерий Поппера

Содержание главы:

2.1. Необходимость сомнений и свободы слова для научного прогресса

2.2. Запрет на сомнения в религии антинаучен. Мораль религии противоположна морали науки

2.3. Критерий Поппера, фальсифицируемость

2.4. Цензура и запреты на свободу слова в политике антинаучны

2.1. Необходимость сомнений и свободы слова для научного прогресса

Сомнение полезно, оно позволяет находить, подтверждать и уточнять истину и отсеивать ложь. Сомнение и перепроверка разоблачают ложь и ошибки, но лишь укрепляют истину и тем полезны для научной истины. Для говорящего истину сомнение не страшно – оно страшно только для лжецов.

Например, есть утверждение "сахар растворяется в воде". Сколько не сомневайся в этом, не перепроверяй – только лишний раз на собственном опыте убедишься в истинности данного утверждения. В науке нет смысла канонизировать никакое утверждение, охранять его цензурой от сомнений и разгонять полицейскими тех, кто в это не верит. Потому что истину легко проверить сколько угодно раз. И истина нисколько не проигрывает от того, что кто-то в неё не верит или захочет проверить её ещё раз.

Другое дело – для лжи или ошибки перепроверка губительна. И это очень хорошо, если мы ищем истину. Допустим, ученый Иванов допустил ошибку в расчетах. Ученый Петров ему слепо поверил и процитировал ошибку. А ученый Кузнецов усомнился и решил проверить расчеты Иванова и в результате новых расчетов (или исследований) обнаружил ошибку и исправил её, предоставив новый расчет. Поступок Кузнецова – разумный, а потому хороший с точки зрения научной морали. Если Иванов и Петров – настоящие ученые, а не лгуны, то они признают свои ошибки и будут благодарны своему уважаемому коллеге Кузнецову за внимательность и добросовестность. Никто не будет считать Кузнецова еретиком. Поэтому умные люди открыты к конструктивной аргументированной критике и признают право на ошибку как для себя, так и для других людей.

Даже когда у нас есть научная теория, проверенная многими экспериментальными фактами, ученый имеет право в ней сомневаться, если у него есть для этого основания – например, если теория не может объяснить какое-то явление или есть другая теория, которая проще или точнее описывает некоторое явление. Тогда можно сравнивать две теории в свете экспериментальных данных и выбирать ту, которая лучше, точнее и проще объясняет факты. Как известно из экономики, конкуренция приводит к выживанию лучшего качества, поэтому конкурнеция – это хорошо.

Иногда на основе новых экспериментальных данных мы находим границы применимости той или иной теории и мы снова и снова начинаем сомневаться в том, к чему привыкли. Например, у классической механики Ньютона есть две границы применимости – она неприменима ни для субатомных расстояний, ни для релятивистских скоростей – там работают квантовая механика и теория относительности соответственно. А для обоих случаев – и квантовых расстояний и релятивистских скоростей – работает квантовая электродинамика.

Однако, для того, чтобы выдвинуть квантовую теорию, Макс Планк вынужден был отказаться от одного из основных предположений классической физики о непрерывном излучении энергии и принять новую гипотезу: излучение энергии может происходить только отдельными (дискретными) порциями – квантами. Гипотеза Планка о квантах, представлявшая собой сомнение в классической механике, смогла, наконец, объяснить опыты по тепловому излучению, которые не могла объяснить классическая физика. Хотя, надо признать, Планк с большим трудом отважился на это сомнение в истинности классической физики, тем не менее именно это сомнение и привело к более глубокому и истинному пониманию природы микромира. И Планка, естественно, никто не сжёг на костре инквизиции, как это сделала церковь с Джордано Бруно в 1600 году. Напротив, квантовую теорию подтверждали все более и более точные эксперименты и её развивали другие ученые – Бор, Гейзенберг, Шредингер и Дирак.

Другой пример – великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов открыл закон сохранения массы, и ученые давно привыкли к его незыблемости, однако при ядерных реакциях наблюдается дефект массы – масса ядра чуть меньше суммарной массы нуклонов, из которых оно состоит. Снова нашлась граница применимости теории, к которой мы привыкли. Дефект массы, тем не менее, не противоречит более общему закону сохранения релятивистской энергии, хотя в ядерных реакциях нарушаются нерелятивистские законы сохранения энергии и массы, но нарушаются на одинаковую величину, точнее разница в массе m и разница в энергии E связаны формулой E=mc2, где с – скорость света в вакууме, c=3*108 м/с.

При этом надо отметить, что в науке всегда более глубокая и общая теория содержит в себе в частном случае менее общую – в данном случае квантовая механика и теория относительности не отменяют совсем классическую механику, а содержат её в частном случае, а именно – для больших расстояний, малых скоростей и слабых гравитационных полей теория относительности и квантовая теория сводятся к классической механике Ньютона – здесь можно пренебречь релятивистскими и квантовыми поправками. Это легко доказывается математически

– при классическом пределе, т. е. при е^ж и h^0, где h – постоянная Планка, формулы квантовой механики и теории относительности переходят в формулы классической механики.

Поэтому создание квантовой теории и теории относительности не вполне корректно называть революцией в науке, ибо революция – это коренная замена одного на принципиально другое.

В результате отказ от догматичности в науке приводит только к прогрессу, к более глубокому пониманию природы. Вот почему сомнение так важно в науке, жизненно необходимо для поиска научной истины. В науке в принципе нельзя канонизировать никакую теорию, какой бы незыблемой она ни казалась.

Здесь уместно вспомнить слова выдающегося русского писателя и драматурга А.П.Чехова:

"Мой совет: в пьесе старайся быть оригинальным и по возможности умным, но не бойся показаться глупым; нужно вольнодумство, а только тот вольнодумец, кто не боится писать глупостей." [1]

Как видите, великие люди смелы в мыслях – они не боятся сомневаться и ошибаться. В таком случае человек чаще приходит к истинным выводам и даже к великим открытиям. Совершил ли великий мореплаватель Христофор Колумб ошибку, не найдя Индию? Да, совершил. Но что с того? Зато он открыл Америку и доказал, что размеры Земли гораздо больше, чем считалось до Колумба! А трусы, боящиеся ошибиться, в принципе не способны ни на какие открытия – их страх сковывает их инициативу, мешает идти на разумный риск. И в итоге трусы упускают большие возможности и в этом заключается их 100 % риск.

2.2. Запрет на сомнения в религии антинаучен. Мораль религии противоположна морали науки

Антонимом сомнения является догматизм – качество, присущее религии и иным догматическим идеологиям, но в принципе недопустимое для науки. Религия канонизирует свои догматы, оформляя их в "священное писание" и "священное предание", сомнения в которых считаются в религии ужасным грехом.

Поскольку добродетель научной морали – сомнение – религия называет грехом, а колоссальный порок научной морали – догматизм – религия называет добродетелью, то это доказывает, что мораль науки противоположна морали религии и морали любых догматических идеологих. Поэтому невозможен консенсус ни науки с религией, ни науки с любой иной формой догматизма. Поэтому подавляющее большинство ученых – атеисты, а среди верующих почти нет людей с естественнонаучным образованием.

2.3. Критерий Поппера, фальсифицируемость

Полезность сомнений в науке можно проиллюстрировать критерием Поппера – фальсифицируемостью теории.

Критерий Поппера был разработан для отличия научной теории от псевдонаучных догадок, даже если те соответствуют опытным данным, а научная теория ещё пока не проверена.

Согласно критерию Поппера, научной является только та теория, которую в принципе можно не только подтвердить, но и опровергнуть опытным путём, даже если такой эксперимент пока трудно поставить. Главное – наличие теоретической возможности опровержения. Поэтому если некое утверждение не удовлетворяет критерию Поппера, то оно заведомо псевдонаучно.