Выбор, использование и развитие теории

НАУЧНЫЙ МЕТОД

Мы считаем, что некоторые эмпирические теории лучше других. Например, сегодня мы не думаем, что физика Аристотеля так же хороша, как и физика Ньютона, в свою очередь, мы исходим из того, что современная физика рассматривает окружающий мир лучшим способом, чем физика Ньютона. Мы не воспринимаем физику Аристотеля как наилучшее доступное описание физических процессов; если мы ее изучаем, то только лишь из исторического интереса. Возникает вопрос: Если эмпирическая теория не верна, то почему мы думаем, что современные теории лучше, чем теории прошлого? Другими словами: как мы выбираем те или иные научные теории? Но прежде, чем мы перейдем к самому вопросу, уточним, что мы подразумеваем под выбором теории.

Выбор, использование и развитие теории

Научное сообщество может иметь, по крайней мере, три различных эпистемических взгляда на теорию – выбор, использование и развитие. Говорят, что теория считается выбранной, если она воспринимается как наилучшее доступное описание ее объекта. Считается, что теория используется, если она воспринимается как адекватный инструмент для практического применения. Наконец, теория развивается, если ее считают достойной дальнейшего развития.

Когда мы говорим, что теория принимается сообществом, мы имеем в виду, что сообщество считает эту теорию лучшим доступным описанием любых объектов, которые она пытается описать. Различные науки имеют дело с различными типами объектов. Изучаемый объект может быть естественным (физическими, химическими или биологическими процессами), социальным (демографическими, политическими или экономическими процессами) или формальным (математическими или логическими отношениями). Для каждого из этих объектов мы можем, в принципе, иметь теорию, которую мы рассматриваем как обеспечивающее наилучшее доступное описание этого объекта. Именно в этом смысле мы в настоящее время принимаем стандартнуюмоделькак наилучшую доступную классификацию элементарных частиц. В биологии мы принимаем синтетическую теорию эволюции как наилучшее доступное описание процесса биологической эволюции. По определению, научная картина мира состоит из всех теорий, принятых научным сообществом.

Принять теорию не обязательно означает считать ее абсолютно верной. Исторически было много сообществ ученых, которые считали выбранные теории абсолютно верными, но это отнюдь не обязательно. Любое сообщество, в том числе современное научное сообщество, выбирает как на рынке лучшие теории, а не безошибочно верные.

Выбор теории не следует путать с ее использованием. Теория считается полезной, когда мы находим для нее практическое применение. Теория может использоваться в физической инженерии, например, в строительстве мостов, космических кораблей. Теория также может использоваться в социальной инженерии, например, для того, чтобы добиться победы определенной политической партии на выборах или обеспечить устойчивый доход владельцу малого бизнеса. В любом случае используемая теория может или не может быть выбранасообществом как наилучшим доступным описанием ее объекта. Можно принять одну теорию, но на практике использовать другую теорию. Современное состояние классической физики является лучшей иллюстрацией этого момента. Хотя классическая физика не используется как наилучшее доступное описание объекта, на нее опирается явное большинство технологических приложений. Например, когда решать задачу создания моста, мы, скорее всего, будем с помощью уравнений классической физики, а не общей теории относительности. Разумеется, возможно, что одну и ту же теорию выберут и будут использовать, но одно не влечет за собой другое. Не обязательно верить, что теория является наилучшим доступным описанием объекта, чтобы найти ее полезной.

Наконец, выбор и использование теории не следует путать с ее развитием. Мы говорим, что теория развивается, если видим некоторые возможности ее продвижения и разрабатываем ее. Мы часто разрабатываем идеи, которые далеки от приемлемости или полезности, потому что мы считаем, что однажды они могут стать таковыми. В науке это происходит все время. Например, никакая текущая физическая теория не способна объяснить все открытые элементарные частицы и фундаментальные силы природы. Физики пытаются это сделать в различных теорияхструн, где фундаментальные силы и частицы рассматриваются как колебания струн, значительно меньше субатомных частиц. При этом понятно, что ни одна из разрабатываемых теорий в настоящее время не считается выбранной всеми физиками. Ученые разрабатывают эти теории в надежде на будущее. При этом разрабатываемая теория не обязательно принимается всеми в данном сообществе. Противоположное также верно: мы можем принять теорию как наилучшее доступное описание ее объекта, не обязывая себя развивать ее.

Каждая из этих трех позиций также имеет свое отрицание. Противоположность использования – неиспользование. В том случае, если теория не используется в конкретной сфере, говорится, что она бесполезна в этом отношении, и в результате она остается неиспользованной. Противоположностью разработки выступает забвение: когда никто не работает над разработкой теории, мы говорим, что ею пренебрегают. Противоположность выбора – неприемлемость: когда мы не думаем, что теория является наилучшим доступным описанием ее объекта, мы говорим, что она неприемлема. Не должно путать неприемлемость с отказом, поскольку для того, чтобы быть отвергнутой, теория должна была быть ранее принята учеными. Напротив, теория может оставаться неприемлемой, если она не выбирается сообществом. Возьмем, к примеру, М-теорию (версию теории струн): в настоящее время она неприемлема, но мы не можем сказать, что она когда-либо была отвергнута, поскольку она никогда не выбиралась научным сообществом. Некогда принятая теория флогистона была отвергнута химиками более двух столетий назад и в настоящее время неприемлема. Вот три позиции с их соответствующими отрицаниями:

Эти позиции не являются взаимоисключающими: одну и ту же теорию можно развивать, использовать и выбирать одновременно. Например, можно использовать уже принятую теорию, пытаясь применить ее к ранее необъяснимым явлениям. Таким образом, теория всемирного тяготения Ньютона уже была принята, когда астрономы продолжали ее развивать и успешно предсказали существование Урана. Можно также придерживаться теории, не принимая ее, а также использовать и принимать теорию, не развивая ее. Возможна любая комбинация этих трех позиций.

Хотя очень интересно проследить переходы как в используемых, так и в развиваемых теориях, вопрос о том, как и почему ученые выбирают те или иные теории, кажется самым интригующим. Частично это связано с тем, что, когда мы приобретаем новую полезную теорию, мы часто продолжаем использовать предыдущие теории; можно использовать ряд несовместимых теорий даже в рамках одного и того же практического применения. Например, можно использовать как теорию Птолемея, так и Коперника, чтобы вычислить положение разных планет в течение заданного времени. То же самое в отношении развития теории: ученые развивают множество разных конкурирующих теорий одновременно. Любая область науки полна подобных примеров.

Выбор теории отличается от ее развития последователями; поскольку чаще всего они выбирают только лучшие доступные теории. Две несовместимые теории могут одновременно использоваться, развиваться, но не выбираться; одновременно может быть принято только одно из конкурирующих описаний. Например, невозможно поверить, что Земля одновременно плоская и сферическая. Важно то, что только выбранные теории составляют картину мира научного сообщества. Таким образом, центральным вопросом является тот, как ученые решают, какие теории являются лучшими доступными описаниями мира, т.е. какие теории должны быть выбраны.

Метод

Как мы решаем, приемлема ли теория или нет? Как мы можем сказать, что эта теория – лучшая среди множества других теорий? Для того чтобы ответить, необходимо рассмотреть, как научные сообщества оценивают теории.

Возьмем две конкурирующих эмпирических теории, которые пытаются описать один и тот же объект. Одна из этих теорий в настоящее время считается лучшим описанием объекта, другая теория рассматривается как теория-претендент, которая потенциально может заменить имеющуюся теорию. Что потребуется, чтобы теория-претендент заменила ранее принятую теорию? Поскольку мы имеем дело с эмпирическими теориями, скорее всего, нам понадобятся некоторые доказательства, результаты наблюдений и экспериментов, которые помогут решить, действительно ли новая теория лучше, чем старая теория. Эмпирических доказательств будет недостаточно. Понадобится некоторый набор правил для оценки теории, некоторые критерии, которым новая теория должна удовлетворять, чтобы стать выбранной. Другими словами, нам понадобится некий метод оценки теории. Метод определяется как набор требований (критерии, правила, стандарты и т.д.)

Вот несколько примеров существующих методов: теория приемлема, если она проще, чем ее конкуренты; теория приемлема, если она решает больше проблем, чем ее конкуренты; теория приемлема, если она объясняет все, что объясняется ранее принятой теорией, при этом способна прогнозировать новые результаты.

Следует иметь в виду, что это всего лишь примеры того, какие критерии могут быть использованы для оценки теории. Мы не рассматривали методы, которые ученые используют в действительности для оценки теорий.

Прежде чем мы приступим к объяснению критериев, которые ученые фактически используют, нам необходимо сделать два важных разъяснения. Во-первых, важно не путать методы с методологией. Мы определяем методологиюкак набор открыто установленных правил оценки теории:

В большинстве научных сообществ вырабатывается общее представление относительно того, как должна выглядеть выбираемая теория. Многие сообщества открыто заявляют о своих требованиях относительно новых теорий в своей области. Это и есть методология. Подобные методологии обычно четко прописаны в учебниках или энциклопедиях. При этом очевидно, что правила, открыто предписанные сообществом, могут и не совпадать с правилами, фактически используемыми этим сообществом для оценки теории.

Чтобы оценить разницу между ними, рассмотрим простой пример: как мы выбираем книги? Нам явно нравятся некоторые книги больше других, у нас есть некоторые ожидания относительно того, какой должна быть любимая книга. Другими словами, у нас есть неявный метод оценки книги. Попробуем объяснить наши ожидания; сформулировав, какова должна быть достойная книга. Эти открыто сформулированные критерии будут нашей методологиейоценки книги.

Вполне возможно, что до этого примера у читателя не было открытой методологии оценки книг. Также возможно, что заявленные требования отличаются от реальных ожиданий. В конце концов, объяснение, почему мы выбираем то, что мы выбираем, - непростая задача, будь то книги, продукты питания или партнеры по жизни. Тем не менее, это не мешает нам оценивать некоторые книги выше других. Неявные ожидания (методы) существуют независимо от того, имеем ли мы какие-либо идеи, каковы эти ожидания или мы когда-либо пытались выразить эти ожидания явно.

Подобным образом происходит в науке. Как отметил Стивен Вайнберг, у большинства ученых очень мало представления о том, что такое научный метод, так же, как у большинства велосипедистов очень мало представления, почему велосипеды не падают. Таким образом, если мы хотим узнать, как ученые выбирают теории, мы должны следовать советам А. Эйнштейна и обращать внимание на то, что делают ученые (метод ), а не на то, что они говорят (методология).

История науки дает множество примеров, когда правила, открыто изложенные сообществом, сильно отличались от реальных ожиданий этого сообщества, то есть от метода, которыйони использовали для оценки теорий. Например, эмпирическая методология конца XVIII в. предписывала, что теория должна лишь обобщатьрезультаты экспериментов и наблюдений без постулирования каких-либо ненаблюдаемых сущностей. Но исторический факт состоит в том, что практически все принятые теории того времени в решающей степени зависели от тех или иных ненаблюдаемых сущностей. Например, теория текучего электричества Фарадея исходила из того, что электрические явления обусловлены наличием или отсутствием электрическойжидкости, которая отталкивает или притягивает материю. Аналогично, в биологической теории преформизма постулировалось, что мужская сперма содержит полностью сформировавшихся крошечных людей, которые просто растут в утробе матери. Наконец, теория Ньютона предполагала существование таких ненаблюдаемых сущностей, как абсолютное пространство, абсолютное время и сила тяжести.

Таким образом, не следует путатьметоди методологию. Разница между ними особенно важна при уточнении картины мира определенного сообщества. С другой стороны, методы гораздо более неуловимы, они обычно не лежат на поверхности, а формулируются задним числом историками науки, которые анализируют серию изменений некого понятия в картине мира и пытаются объяснить реальные ожидания сообщества. Восстанавливая состояние картины мира какой-либо эпохи, важно иметь возможность идентифицировать предписанную методологию. Еще важнее уметь извлекать из соответствующего контекста методы или реальные ожидания сообщества. Действительно, методы, а не методологии выполняют фактическую работу по оценке теории. Чтобы убедить ученых в том, что определенная теория приемлема, необходимо убедиться, что теория отвечает их реальным ожиданиям, независимо от того, соответствует ли она открыто провозглашенным методологическим правилам.

Во-вторых, важно не путать методы с техникойисследований. В научной практике «метод» имеет два взаимосвязанных, но разных значения. Понятие«метод» часто используется для обозначения правил оценки теории, но это же слово также используется для обозначения различных техник исследования или набора процедур для генерации идей, построения теорий или проведения экспериментов. Эти два различных понятия метода ни в коем случае не являются одинаковыми понятиями, и мы будем рассматривать их отдельно:

Одно дело – спросить, как мы генерируем (строим или изобретаем) наши теории; совсем другое дело – спросить, как мы оцениваем их.

Предположим, мы пытаемся найти ответ на данный вопрос, и мы решили провести с коллегами мозговой штурм. Мозговой штурм является примером техникиисследования, поскольку он призван генерировать как можно больше интересных идей. Важно отметить, что результат мозгового штурма может быть или не быть приемлемым. Некоторые из результатов мозгового штурма будут считаться достойными развития отдельным ученым или исследовательской группой, при этом потребуется много работы, прежде чем все сообщество примет данные результаты. Независимо от того, принимается ли теория в последующем или нет, все будет решаться соответствующим методом оценки теории.

Разделение методов исследований может иногда быть сложным даже для профессионалов. Техника исследования обычно содержит определенную последовательность действий, которая, как считается, способствуют проведению исследований. Вот типичный пример техники исследования:

Шаг 1: Задайте вопрос.

Шаг 2: Запишите идеи.

Шаг 3: Обсудите.

Эта техника исследования говорит нам, что делать и в каком порядке. С другой стороны, методы не говорят нам, что делать, но всегда говорят нам, каким условиям должна удовлетворять теория, чтобы быть принятой. Вот почему методы обычно начинаются с выражения «теория приемлема, если». Например, теория эффективности лекарственного препарата приемлема, если эффект препарата показан в рандомизированном контролируемом исследовании.

Следовательно, если определение, является ли что-то методом или техникой исследования, начинается со слов «теория приемлема, если », то это метод; в противном случае это техника исследования. Рассмотрим следующий пример:

Шаг 1: Задайте вопрос.

Шаг 2: Проведите фоновые исследования.

Шаг 3: Предложите гипотезу.

Шаг 4: Создайте и выполните эксперимент.

Шаг 5: Запишите наблюдения и проанализируйте данные.

Шаг 6: Оцените гипотезу.

В литературе этот шестиэтапный процесс называется «научным методом». Но действительно ли это метод? Эта формулировка не говорит ничего, как следует оценивать теорию, а скорее описывает ряд этапов исследований. Другими словами, она рассказывает, как продолжать научные исследования, но он не говорит точно, как следует оценивать результаты этого исследования. Таким образом, это нельзя назвать методом, но техникойисследования.

На каком из методов исследования следует сосредоточиться? Хотя было бы интересно узнать, как ученые определенного исторического периода генерируют идеи, важно, как эти идеи оцениваются сообществом ученых и принимаются ли они в результате этой оценки. Это отражает общее отношение ученых, которые не думают о конкретных обстоятельствах создания теории; они заботятся только о том, действительно ли теория является наилучшим доступным описанием ее объекта. Поэтому не имеет особого значения, в каких именно обстоятельствах формулируется определенная теория: во сне, на прогулке и т.п. Возможно, ученый использовал сложный эвристический метод при ее создании. Возможно, он контактировал с инопланетянами, которые рассказали об этом. Возможно, он даже украл ее у коллеги. Происхождение теории может быть интересной темой при изучении интеллектуальной биографии автора. В качестве альтернативы, происхождение может быть актуальным, если оно играет определенную роль в отборе того или иного применяемого в то время метода. Если оказывается, что при прочих равных условиях научное сообщество отдает предпочтение теориям, созданным членами одной и той же национальности, этнической принадлежности, религии и т.д., тогда обстоятельства происхождения теорий становится частью метода этого сообщества. В любом случае важны критерии, которые используются для решения о выборе теории. Попытаемся раскрыть метод оценки теории, а не технику исследования.