Но так ли это на самом деле? Не существует ли науки об эволюции, т. е. о процессе, который постоянно привносит в мир нечто новое и постоянно меняющееся? И не существует ли науки о Вселенной как об образовании, название которого изначально сообщает нам о том, что оно существует только в одном экземпляре? Как можно здесь что-нибудь воспроизвести? И тогда космология – теперь вообще не наука? А как быть с такими редкими явлениями, как извержения вулканов, землетрясения и озоновая дыра, с которой лучше бы вообще не экспериментировать? И как при таких обстоятельствах мы можем научно подойти к вопросу о происхождении жизни, феномене действительно уникальном и скорее всего неповторимом?
Рабочее определение науки
Здесь речь пойдет не о науке вообще, к которой относятся и исторические исследования, а о естествознании. Если мы хотим знать, оперирует ли оно неповторимыми событиями и индивидуальными условиями, нам надо с самого начала определиться, что же мы намерены подразумевать под естествознанием. Ведь сегодня оно представлено многими дисциплинами, каждая из которых обладает своими собственными особенностями и предъявляет свои требования к достоверности.
Итак, нам необходимо рабочее определение науки, и мы выбираем формулировку американского географа и биолога в области эволюции Джареда Даймонда: «Естествознание состоит из трех видов деятельности: во-первых, наблюдение, описание и объяснение окружающего нас мира; во-вторых, встраивание найденных объяснений тех или иных явлений в большие, фундаментальные теории; и в-третьих, использование полученной информации для прогнозирования».
Даймонд подкрепляет свое определение тем, что оно «четко придерживается значения латинского корня scientia, означающего “осведомленность” и “знания”».
Применение определения
Разумеется, можно приводить и другие характеристики естественных наук, учитывая роль эксперимента и статистики, но мы пытаемся здесь ответить на простой вопрос. Оказывается, часть из вышеуказанных элементов определения – наблюдение с описанием и объяснением, встраивание в существующие теории и прогнозирование – в некоторых дисциплинах найти довольно трудно. Например, физиков удивят некоторые биологические исследования, которые мало что могут объяснить и поэтому не могут быть восприняты как часть естествознания. Как-то нобелевский лауреат Эрнест Резерфорд выразил свое пренебрежительное отношение к такой работе, назвав ее «филателией». Для него и его коллег «многие области исследования природы представляют собой лишь наблюдения и описания». Даймонд пишет:
Разумеется, верно, что оба названных вида деятельности не носят научного характера, если при этом не возникает объяснений; однако может случиться так, что они появятся позже, в процессе развития той или иной дисциплины, основанные на длительном накоплении многих наблюдений и описаний. Например, прошло сто лет, прежде чем удалось обобщить наблюдения химиков о свойствах материи в форме периодической системы, и понадобилось еще сорок лет, чтобы объяснить теорию строения атома. В течение трех веков пришлось описывать виды и их естественный отбор, прежде чем Чарлз Дарвин и Альфред Уоллес смогли объяснить накопленные факты теорией эволюции и понять распространение форм жизни на основе биогеографии. Более трехсот лет астрономам пришлось наблюдать в телескопы за звездами и галактиками, прежде чем ученые поняли, как рождаются, живут и умирают небесные тела.
Последнее стало возможным только благодаря теории относительности Эйнштейна, которую применили в отношении Вселенной как целого. В результате этого космология стала научной дисциплиной. Ее пример опровергает предположение о том, что неповторимые процессы не являются предметом науки.
Вопрос терпения
Даймонд напоминает нам, что даже сегодня естествознание состоит большей частью из наблюдения и описания. Например, молекулярная биология работает преимущественно описательно, что не позволяет ей взять на себя часто приписываемую ей роль ведущей науки. Конечно, молекулярные биологи вписывают результаты своей работы в более общие теории, например эволюции, но они хорошо понимают, что их наука сильно отличается от физики. Биологи занимаются клетками, живыми организмами, представляющими собой в большей или меньшей степени единичные случаи, в возникновении которых свою роль играют и случайности. Это значит, что биолог не располагает систематическим методом, позволяющим перенести решение одной проблемы на другую, как это легко происходит в физике. Камни, которые скатываются вниз по склону, со временем изменяются, но это не меняет объяснение, с помощью которого истолковывается это движение. Однако при переходе от глаза мухи к глазу рыбы объяснения ученых меняются.
Как утверждает Даймонд, поставленная перед наукой цель выходит за рамки наблюдения и описания и заключается в объяснении. Однако он также указывает на то, что для этого необходимо запастись терпением: «Возможно, даже несколько столетий придется терпеливо мириться с тем, что не будет ничего, кроме наблюдений и описаний, прежде чем появится надежда на близкое объяснение».
Сила прогноза
Снова дадим слово Даймонду:
Неизменным фирменным знаком науки является ее потенциал полезных прогнозов: правильное понимание мира позволяет использовать эти знания для прогнозирования событий или влияния на их ход. В этом заключается секрет ускорения промышленной революции после 1820 года. Лишь к этому времени химия и физика (термодинамика) накопили достаточные силы для того, чтобы давать объяснения, выйти за рамки описания и найти применение в процессе конструирования машин и разработки химических процессов. Сами естествоиспытатели нередко ложно понимают эту способность прогнозирования, что происходит по двум причинам. Во-первых, физики нередко сожалеют о том, что отдельные науки, такие, как палеонтология, не могут прогнозировать будущее. Однако это является недоразумением. Конечно же, палеонтолог не может предугадать, что он найдет или не найдет в новых открытых пластах земли с ископаемыми остатками, но некие предположения он сделать может. Некоторые науки (биология эволюции, историческая геология и другие) также оказываются полезными, когда речь идет, например, о прогнозировании того, что – если посмотреть в крупном масштабе – произойдет с ледниками, или как в будущем микробы смогут адаптироваться к своему окружению. Второе недоразумение, возникающее как лакмусовая бумажка в научном прогнозировании, заключается в том, что отдельные ученые исследуют очень сложные системы, в которых играют роль тысячи переменных, во многих случаях остающихся без контроля (вспомним об экосистемах, о климате или об отдельных людях). Эта комплексность является препятствием для специфических прогнозов, но она не оказывает негативного влияния на прогнозирование общего характера. А компьютеры и новые методы моделирования создают все больше и больше возможностей специального прогнозирования в области экологии, изучения климата, астрономии и в других областях.
Иными словами, наука вовлекает единичный случай во все более и более широкий круг. Она давно уже вышла за рамки изучения и управления воспроизводимыми процессами.
Наука дает только ясные ответы
Естествознание действует обычно в традиции объяснения, которое можно охарактеризовать при помощи трех принципов. Во-первых, люди способны задавать разумные вопросы, причем имеются в виду вопросы, на которые можно дать понятные и интересные ответы: почему женщины начинают мерзнуть раньше мужчин? Почему лист бумаги падает на землю медленнее, чем карандаш? Во-вторых, разумные ответы на эти вопросы можно найти, используя подходящие методы или соответствующие знания: мускулы – производители и аккумулятор тепла, а у женщин жировая ткань преобладает над мышечной; и сопротивление бумаги воздуху больше. А в-третьих, все представленные ответы совместимы и не противоречат друг другу. В противном случае возникла бы неразбериха.
Двойственная природа света
Если первые два принципа являются неоспоримыми и остаются неприкосновенными, то опыт XX века сделал третий принцип непригодным. Самый известный пример – вышедший в свет в 1905 году труд Альберта Эйнштейна, который сам он охарактеризовал как «революционный» и за который получил Нобелевскую премию в области физики. Когда 26-летний Эйнштейн представил свои соображения «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» в авторитетном журнале “Annalen der Physik”, он разрушил уверенность физиков в том, что свет можно рассматривать как движение волны. Эйнштейн показал, что природу света можно понять, лишь признав, что он состоит из частиц. Эти частицы света называются фотонами. Таким образом, свет – это одновременно и волна, и поток частиц. Итак, свету присуща «двойственность», но теперь уже нельзя однозначно сказать, что же это такое – свет. Можно говорить о нем все, что угодно – о его энергии, направлении, интенсивности, поляризации, – но не о его сущности. Эйнштейн это сразу почувствовал и свое ощущение определил так: «У меня почва ушла из-под ног». Всю свою жизнь он продолжал ломать голову над этой проблемой, но к решению так и не приблизился. Иными словами, наука не знает, что такое свет, или, выражая эту мысль иначе, свет сохранит свою тайну, даже если вы попытаетесь раскрыть ее, используя все имеющиеся технические средства.
