Анатолий Ракитов - Трактат о научном познании для умов молодых, пытливых и критических

И все же мы знаем теперь, что для формулирования научных истин нам необходимо знать, как строятся научные понятия, каковы создающие их процедуры, ибо только с помощью научных понятий можно достичь главную цель любой науки — выработать объективную истину.

Что представляет собой поверхность Луны? Этот вопрос очень занимал Незнайку и его друзей, решивших отправиться в путешествие к нашему естественному спутнику. Знайка, самый образованный и начитанный из всей компании, высказал догадку о том, что наблюдаемые в телескопы гигантские лунные кратеры возникли так же, как и дырочки на блинах, которые любила готовить его бабушка. Подобно тому, как на блинах появляются вздутия, которые, лопнув, образуют «блинные кратеры», так и на огромном диске Луны, по форме напоминающем гигантский блин, возникли в свое время действительные лунные кратеры.

Вспоминая теперь эти рассуждения из книги Н. Носова «Незнайка на Луне», вы можете снисходительно улыбнуться. Вам, современникам первых космических путешествий, наверно, уже известно, что кратеры Луны имеют иное происхождение. Но не торопитесь улыбаться. Многие научные открытия возникли из догадок. В форме предположения или гипотезы первоначально были выдвинуты и учение Коперника, и учение Ньютона о том, что свет состоит из потока частиц, и противоположная гипотеза, согласно которой свет представлял собой волновые колебания эфира. В форме гипотезы появилась на свет классическая электродинамика Максвелла, квантовая механика и специальная общая теория относительности Эйнштейна. Подчеркивая исключительно важную роль гипотез в развитии научного познания, Энгельс отмечал, что гипотеза является важнейшей формой развития науки.

Но почему ученые не могут сразу открывать законы природы и новые, ранее неизвестные факты? Зачем вообще необходимы гипотезы?

Представьте себе, что вы собираетесь отыскать какую-либо вещь ночью, в полной темноте. Хорошо еще, если вы заранее знаете, что' именно вы хотите найти. Часто, однако, бывает так, что поиски ведутся наугад, что задача сформулирована не очень четко и вы стремитесь просто обнаружить какой-либо новый, вам неизвестный предмет. Если область поиска невелика, например комната, ограниченная четырьмя стенами, то ваши поиски не займут много времени. Перебрав находящиеся в комнате предметы, вы с большей или меньшей точностью в конце концов сможете установить, что' в ней находится и какие из обнаруженных предметов не были вам знакомы ранее.

В случае, когда поиск нужно вести не в комнате, а в огромном лесу или бескрайнем поле, решить вашу задачу совсем не так легко. Вряд ли кто-нибудь станет спорить, что мощный электрический прожектор очень облегчил бы вашу работу. В науке роль такого прожектора, определяющего направление поиска, отбор необходимых фактов и экспериментов, форму организации исследований и т. д., как раз и выполняют гипотезы. Вместо того чтобы вслепую вести научный поиск, ученые предпочитают выдвинуть целую серию гипотез, которые с наибольшей полнотой охватывали бы все наиболее перспективные возможности и направления поисков. Такие гипотезы располагаются по степени правдоподобия или вероятности и затем, последовательно или одновременно, подвергаются проверке и испытанию. Очень часто гипотезы строятся так, что одни исключают другие. Тогда подтверждение или опровержение одной гипотезы почти автоматически доказывает ложность или повышает правдоподобность других гипотез. За гипотезами, которые получают очень высокую степень достоверности, и закрепляется почетный титул закона науки или научной истины. Вот почему вопрос об истинности наших знаний так тесно связан с вопросом о роли гипотез в научном познании. Как же возникают гипотезы?

Можно, конечно, высказывать те или иные предположения наугад. Но даже в повседневной жизни, где почти не приходится сталкиваться с проблемами чрезвычайной сложности или требующими очень высокой точности, такой способ мышления редко оказывается полезным. В науке гипотеза заслуживает серьезного внимания лишь после того, как выдвинувший ее ученый приводит основания, серьезные доводы в ее пользу. В противном случае никто не возьмется за ее проверку. В этом случае она не будет иметь никакого шанса со временем превратиться в закон науки. Даже «блинная» гипотеза Знайки была не просто вздорным вымыслом. Чтобы выдвинуть такую гипотезу, Знайка действительно должен был обладать некоторой наблюдательностью, способностью сравнивать различные по своему характеру явления, догадываться о том, что помимо зримых, видимых общих черт у различающихся между собой явлений могут быть другие — невидимые и незримые. Его гипотеза о «блинных кратерах» не так уж и нелепа, хотя высказана, разумеется, в очень наивной, детской форме. Ученые — астрономы, астрофизики, астрогеологи, астрогеографы и т. д. — до сих пор спорят об особенностях лунной поверхности, происхождении гор, морей и кратеров и о том, как вообще возникла Луна. Ни на один из этих вопросов нет окончательного ответа. Впрочем, следует сказать, что в науке вообще редко встречаются окончательные ответы.

Попробуем теперь разобраться, как возникают гипотезы. Самый простой способ построения гипотез опирается на эмпирические обобщения, построенные на сопоставлении и сравнении результатов наблюдения. Типичным примером подобного рода являются утверждения: «все лебеди белые», «Земля — плоская», «Луна представляет собой плоский диск», «зайцы принадлежат к отряду грызунов», «тяжелые предметы, лишенные опоры, всегда падают на Землю, причем чем тяжелее предмет, тем быстрее он падает», и т. д. На первый взгляд кажется, что нет ничего надежнее, чем обобщение, построенное на многократно повторяющихся наблюдениях, но то, что на первый взгляд кажется бесспорным, очень часто оказывается шатким и сомнительным. Когда вдруг в Австралии были обнаружены черные лебеди, первое из упомянутых выше предложений оказалось ложным; путешествие Магеллана опровергло второе; тщательное наблюдение за Луной, проведенное из разных точек земной поверхности, расчеты, опирающиеся на небесную механику, созданную Ньютоном, давно опровергли представление о дискообразном строении Луны. Опыты Галилея показали, что скорость падения тел вблизи земной поверхности не зависит от их массы и т. д.

Поэтому-то гипотезы, опирающиеся на эмпирические наблюдения, хотя и остаются до сегодняшнего дня важным инструментом научного познания, несут на себе печать ограниченности, они слишком тесно привязаны к месту и времени наблюдения, слишком обусловлены случайными, преходящими обстоятельствами.