К вопросу о научности

Высшая форма невежества - отвергать что-то, о чем вы ничего не знаете.

                                                          Уэйн Дайер

Рассматривать вопросы, связанные со знаниями, которыми обладает человечество, в том числе и о Вселенной, представляется целесообразным начать с обсуждения  проблемы “научности” этих знаний. Другими словами, требуется обсудить, какими критериями пользуется современный научный мир для определения степени достоверности, истинности и целесообразности уже существующих и вновь разрабатываемых научных концепций.

Каковы эти критерии, и насколько можно им доверять?

Изложение материала в этом разделе будет несколько необычным. Поскольку речь будет идти о “научности”, представляется логичным услышать мнение по этому поводу самих ученых. Тем более что их суждения по этому вопросу, бесспорно, более авторитетны и профессиональны, чем мнение Автора.

Для начала приведем несколько определений, необходимых для более точного понимания содержания материала. 

Аксиома - бесспорная, не требующая доказательств истина; отправное, исходное положение какой-либо теории, лежащее в основании доказательств других положений этой теории, в пределах которой оно принимается без доказательства.

Некоторые путают понятие аксиомы с понятием гипотезы.

Гипотеза - это всего лишь предположение, которое может оказаться в процессе теоретических или эмпирических проверок ложным, т.е. опровергнутым.

Аксиоме опровержение не грозит принципиально. Если аксиома опровергаема, значит это не аксиома, а гипотеза. Проблема лишь в том, что аксиомы понимаются только в той системе координат, которую мы знаем или от которой мы отталкиваемся. При смене системы координат любая аксиоматика рассыпается.

Что же такое научность?

Научность – соответствие критериям научного знания, а именно упорядоченности, обоснованности и практической эффективности тех или иных утверждений.

                                                                                                                 Викисловарь

Из определения следует, что любая научная теория, модель, гипотеза должна соответствовать определенным критериям.

Эти критерии были разработаны очень авторитетным американским ученым Томасом Куном⁽¹⁾. Всего таких критериев пять:

1.           Теория должна быть точной, ее предсказания должны соответствовать экспериментам.

2.       Теория не должна содержать внутренних противоре­чий, а также вступать в конфликт с другими прошед­шими надежную опытную проверку теориями, которые применимы для описания того же круга природных яв­лений.

3.        Теория должна обладать признаками универсальности: вытекающие из нее следствия должны распространяться на более широкий круг явлений, чем ее первоначальные опытные предпосылки.

4.      Теория должна быть плодотворной, т.е. открывающей новые горизонты последующих научных исследований.

5.           Теория должна вносить упорядоченность в круг явлений, которые в ее отсутствие казались изолированными.

(1)   Томас Сэмюэл Кун - американский историк и философ науки. Стэнфордская философская энциклопедия называет Куна одним из самых влиятельных философов науки XX столетия, возможно, самым влиятельным. Его книга “Структура научных революций” является одной из самых цитируемых научных книг за всю историю науки.

Эффективная теория в физике – это концептуальная основа достаточная для того, чтобы смоделировать наблюдаемые явления вцелом, не вникая в мелкие детали процессов, которые лежат в их основе.

                                                           Стивен Хокинг “Великий замысел”

Но как определить степень мелочности или важности той или иной детали?

Мы имеем некоторый набор результатов наблюдений и потом “сверху - вниз” строим под него некую модель, которая может объяснить получение этих результатов. А не наоборот.

Если мы видим явление или процесс, то можно построить и описать его. В случае со вселенной мы видим (и то частично) только лишь существующий результат. И начинаем строить модель методом “назад”. Поэтому все эти модели носят в определенной степени условный (вероятностный) характер и могут изменяться в зависимости от уровня развития наших знаний.

Но уровень знаний и технологий меняется, поэтому меняется и изначальная модель.  Но она меняется людьми, то есть субъективна. И это вовсе не означает, что реальные процессы были именно такими.

                                                      Стивен Хокинг “Великий замысел”

Теория – это только модель вселенной или некоторой ее части, а также набор правил, которые помогают установить связь между абстрактными величинами и  конкретными наблюдениями. Теория существует только в наших головах и не имеет другой реальности.

Любая физическая теория всегда условна в том смысле, что является лишь предположением. Ее нельзя доказать.

Выявление отдельных противоречий между теорией и экспериментом, как правило, не приводит к опровержению теории. В таких случаях обычно выдвигается вспомогательная гипотеза, которая объясняет аномалию. Постепенно теория обрастает большим поясом таких защитных гипотез и перестает давать продуктивные идеи. Но окончательно теория отвергается лишь тогда, когда появляется другая, более ясная и продуктивная. Эти идеи развивались Имре Лакатосом, последователем Карла Поппера.

                        Стивен Хокинг “Кратчайшая история времени”

Стройные и хорошие  во всем другом теории иногда отбрасываются из-за того, что они не согласуются с наблюдениями. Но я не знаю ни одной значительной теории, которая добилась бы успеха только лишь благодаря эксперименту. Теория всегда идет первой. И вперед ее двигает стремление иметь простую и согласованную математическую модель. После этого теория делает предположения, которые потом можно проверить наблюдениями. Если наблюдения согласуются с предположениями, это еще не означает истинность теории, но она продолжает жить, чтобы делать следующие предположения, которые снова проверяются наблюдениями. Если наблюдения не соответствуют предвидениям,  от такой теории отказываются. Так должно быть. На практике люди не хотят отказываться от своих теорий. Они ставят под сомнение результаты наблюдений или пытаются переработать (подогнать) теорию. В конце концов такая теория превращается в очень шаткую и уродливую конструкцию.

              Стивен Хокинг “Черные дыры и молодые Вселенные”

Многие современные научные теории образуют некий замкнутый круг – они не могут полностью объяснить характер тех или иных явлений (процессов, событий), то есть они их до конца не знают, однако являются общепризнанными и как бы официальными. Все другие попытки дать какие-то объяснения, идущие вразрез с существующим официозом, сразу же объявляются ненаучными, а их авторы автоматически низводятся до уровня авантюристов и шарлатанов. Представляется, что это не совсем правильно. Любая теория имеет право на существование до тех пор, пока не доказано обратное. Но вот с доказательствами у официальной науки, особенно в вопросах происхождения и эволюции нашей Вселенной, дело обстоит, мягко говоря, не совсем хорошо.

Читателю может показаться несколько тенденциозной приведенная выше подборка высказываний, однако не верить великому ученому и знаменитому популяризатору науки, человеку, который сам всю жизнь был  в научном мире (знает его изнутри) и лично разработал множество фундаментальных теорий, по меньшей мере, неразумно. Очевидно, что Стивен Хокинг понимает, о чем говорит.

Мы привыкли считать, что наука совершенствует свои взгляды и развивает подходы к познанию реальности. В целом, конечно, оно так и есть. Но разве это развитие всегда идет “от неправильного к правильному”?  Так ли уж “непогрешима” наука? Разве не может она ошибаться в каких-то своих конкретных выводах в конкретный момент времени?

История реальной науки показывает, что не только может, но и действительно ошибается. Причем не так уж редко. Скорее даже можно говорить, что ошибки – вполне нормальное и естественное состояние науки.

Наука есть система знаний о законах функционирования и развития объектов. Наука всегда фиксируется в максимально определенном (для каждого уровня) языке. Наука представляет знание, эмпирически проверяемое и подтверждаемое.

Результат познания фиксируется в научной теории. Цель создаваемой теории заключается, прежде всего в том, чтобы понять все уже известные экспериментальные факты. Затем от теории требуется способность делать определенные утверждения, предсказания по получению новых результатов, допускающие проверку путем эксперимента или наблюдений. Как только теория выдерживает эту проверку, перед ней возникает очередная задача – сделать следующее предсказание, и открываются все новые и новые способы проверки. Так развивается теория, либо обнаруживается на какой-то стадии ее несостоятельность. 

Сущность научного метода познания можно выразить формулой: наблюдение – теория – эксперимент – и снова все сначала, – такова бесконечная, уходящая ввысь спираль, по которой движутся люди в поисках истины.

В научном методе познания также существуют следующие принципы:

Øпринцип объективности;

Ø принцип открытости новому;

Ø принцип соответствия.

Принцип объективности утверждает независимость результатов исследований от того, кто проводил эксперименты, результаты должны быть воспроизводимы и повторяемы независимыми опытами других исследователей.

Принцип открытости новому устанавливает возможность для исследователя публикации результатов своей работы, даже в том случае если эти результаты противоречат общепринятым взглядам. В последующем, если эти результаты не получат подтверждения, они будут отбракованы самой наукой (другими исследованиями).

В науке существует принцип соответствия, согласно которому хорошо проверенные законы и соотношения остаются неизменными и после нового значительного открытия или научной революции.

Даже самая гениальная теория не в состоянии охватить всю физическую реальность, поэтому большинство физических теорий остаются абстрактными моделями.

Но реальный мир не обязан следовать нашим представлениям только потому, что они математически привлекательны.

Но в науке просто дать объяснение чему-то недостаточно. Достоверность объяснения должна быть проверена, а теория сформулировать прогнозы. Как? Путем сравнивая данных последующих наблюдений.

Но сравнивать никто не станет. Иначе выгонят из научного сообщества. Пусть даже теория не сходится с фактами, а гипотезы воспринимаются как истина последней инстанции.

Поражает другое. Такое впечатление, что астрономы и физики не знают, что принцип фальсификации был сформирован для социальных наук. В естествознании (в широком смысле слова) он не работает. От слова “совсем”. А так называемая “математическая красота” не поясняет реальность, она необходима лишь для академической отчетности. Бюрократы не поймут или даже отвергнут новую теорию, если ее базовая формула “несимпатичная”. Где-то - избирательно! - наука видит “научный взгляд на мир”, а где-то воспринимает альтернативные теории как научную фантастику. Получается некая “избирательная субъективность”!

К примеру,  в Теории Большого взрыва (общепринятая теория!) выделяется так называемый “период инфляции”. Принято считать, что за  ничтожный временной интервал (порядка 10^-35с) молодая Вселенная увеличила свои линейные размеры приблизительно в 10⁵⁰ раз. Для наглядности, такое расширение – это то же самое, если бы за тот же временной интервал объект размером в пятикопеечную монету стал бы размером с Галактику. Как это произошло и почему никто объяснить не в состоянии. Впрочем, никто и не пытается. Просто этот процесс очень удобно и красиво вписывается в общие рамки Теории. Поэтому инфляционный период узаконен без всяких научных объяснений!

Таковы реальности научного сообщества как консорциума по производству нового знания.

Все наши современные научные истины, начиная со Стандартной модели, элементарных частиц, Большого взрыва, темной материи и темной энергии, космической инфляции и т.д. – являются только лишь предварительными.

Ни один эксперимент не может доказать истинность научной теории, Мы можем лишь продемонстрировать, что ее истинность либо распространяется,  либо не распространяется на те условия, в которых мы ее проверяем.

“Умный ученый ” – прежде всего чиновник, встроенный в систему. Не в том смысле, что производит интриги в научном коллективе, а в том, что он выдает “на гора” только ту информацию и только те теоретические выкладки, которых от него ожидают остальные. Если, конечно, эти выкладки не противоречат общепринятой парадигме.

Прорыв происходит только в том случае, когда исследователь докажет, что он опирается на исследования предшествующих эпох, опубликовав список используемой литературы, а также  убедит всех, что его позиция не противоречит позиции академии,  научного сообщества, от имени которого он выступает.

Если возникает противоречие между новой информацией и общепринятыми теориями, то сразу появляется ярлык “ненаучности”

Самодеятельность и самостоятельный научный поиск в современной науке очень затруднены. Их попросту не позволяют, а результаты не признают. Наука и научность должны быть легитимны с точки зрения так называемых “академических кругов”.

Наука делает общие выводы на основе эксперимента или фактов, полученных на данный момент времени. Но огромная опасность кроется в экстраполяции уже зафиксированного, описанного в книгах знания, особенно когда речь идет об установлении достоверности неверифицированной теории.

Ньютоновская физика прекрасно работает в мире больших тел на малых расстояниях. В Солнечной системе, например. И то не всегда.

Но на микро расстояниях в силу вступает квантовая механика, а при приближении к очень большим массам включаются принципы общей теории относительности Эйнштейна.

Однако если мы описываем всю Вселенную, тогда мы должны позаботиться о том, чтобы теория, описывающая ее, выглядела физически и математически точной. Если хотим оставаться в рамках современной космологии.

Или пересмотреть все наши научные представления, если на то есть фактические и методологические основания.

Иначе говоря, для нас физическая реальность - это наше субъективное представление о неизменности мира и материи, отрицающее даже намек на развитие и эволюцию.

Очень трудно делать выводы о том, как будет работать Вселенная в режимах, лежащих за пределами наших наблюдений, измерений и экспериментов.

Все, что мы можем сделать, это обратиться к уже известной теории, провести измерения и наблюдения, а это, в свою очередь, возможно только на основе того, что нам известно.

По словам  Питера Липтона⁽²⁾:

Когда данные нужно приспособить... ученый знает ответ, который он должен получить, и делает все необходимое, чтобы его получить... В случае предсказания, напротив, нет мотива для фальсификации, поскольку ученый не знает правильного ответа заранее... В результате, если предсказание оказывается верным, мы получаем больше оснований верить теории, которая его породила.

(2)              Питер Липтон (9 октября 1954 - 25 ноября 2007 г.) - был профессором  и заведующим кафедрой истории и философии науки в Кембриджском университете, а также научным сотрудником Королевского колледжа. Он был признан одним из ведущих философов науки в мире. 

В США недавно вышла серия критических публикаций в научных журналах против инфляционной теории⁽³⁾, в ответ на которую ученые-инфляционщики опубликовали заявление, под которым собрали десятки подписей “видных учёных”. Самый главный аргумент был следующий: “В теории инфляции работает девять тысяч ученых, написавших четырнадцать тысяч статей. Неужели это может быть не наукой?”.

(3)   Инфляционная модель Вселенной -  гипотеза о физическом состоянии и законе расширения Вселенной на ранней стадии Большого взрыва.

Иными словами, любая теория, на которой тысячи ученых сделали карьеру, в рамках самой науки как административного системы будет защищена во что бы то ни стало.

В качестве расширенной иллюстрации к вышеизложенному,  рассмотрим Теорию относительности (далее по тексту – ТО) Эйнштейна. Вернее сказать, не саму теорию, а то, что с ней связано.

Для огромного количества современных ученых эта теория является непререкаемой истиной. Любая попытка только лишь усомниться в ее справедливости, расценивается как своего рода “научная ересь”.

Однако, различные специалисты, вплоть до нобелевских лауреатов, подвергают критике, как саму постановку экспериментов, так и полученные на их основе теоретические выкладки. В частности, ряд критиков теории относительности (ТО) отрицают запрет на сверхсветовые скорости и указывают на наличие сверхсветовых движений (например, сверхсветовое движение квазаров⁽⁴⁾).

(4)     Квазар - класс астрономических объектов, являющихся одними из самых ярких (в абсолютном исчислении) в видимой Вселенной. Английский термин quasar образован от слов quasi-stellar (“квазизвездный” или “похожий на звезду”) и radiosource (“радиоисточник”) и дословно означает “похожий на звезду радиоисточник”.

К. Э. Циолковский⁽⁵⁾ о теории Эйнштейна:

Второй вывод его: скорость не может превышать скорости света, то есть 300 тысяч километров в секунду. Это те же шесть дней, якобы употребленные на создание мира.

(5)  Циолковский К.Э. (1857 – 1935) -  российский и советский ученый, разрабатывавший теоретические вопросы космонавтики, мыслитель , занимавшийся философскими проблемами освоения космоса.

 Кроме того, К.Э. Циолковский усматривал “дикую бессмыслицу” в релятивистском понятии “замедление времени” и отрицал ограниченность размера Вселенной по Эйнштейну. 

В. А. Ацюковский⁽⁶⁾:

Логика СТО (специальная теория относительности) восхищает. Если СТО в основу всех рассуждений кладет скорость света, то потом, прокрутив все свои рассуждения через математическую мельницу, она получает, во-первых, что все явления зависят именно от этой скорости света, а во-вторых, что именно эта скорость является предельной. Это очень мудро, потому что если бы СТО положила в основу не скорость света, а скорость мальчика Васи в турпоходе, то именно со скоростью его перемещения и были бы связаны все физические явления во всем мире. Но мальчик все же, наверное, тут ни при чем. А скорость света причем?!

(6)      Ацюковский В.А. (1930-2021) - российский инженер-электрик, педагог, ученый. Доктор технических наук, член-корреспондент Российской Академии электротехнических наук, академик Российской Академии естественных наук, Международной Академии биоэнерготехнологий и Международной Академии энергоинформационных наук.

В. Н. Демин⁽⁷⁾:

Если вместо скорости света подставить в релятивистские формулы скорость звука (что вполне допустимо, и такие подстановки, отображающие реальные физические ситуации, делались), то получится аналогичный результат: подкоренное выражение релятивистского коэффициента способно обратиться в нуль. Но никому же не приходит в голову утверждать на этом основании, будто бы в природе недопустима скорость, превышающая скорость звука.

(7)      Демин В.Н. (1942-2006) - ученый и писатель, доктор философских наук. Занимался преподавательской, научной, литературной и экспедиционно-исследовательской работой. Руководитель десяти научно-поисковых экспедиций. Научные интересы: философские проблемы физики, история науки. Автор более 100 печатных работ, в том числе свыше 30 книг. В биографической работе “Циолковский” (2005 г.) автор выступил с критикой эйнштейнизма..

Приведенные выше высказывания – это не просто мнения выдающихся ученых, а мнения, которые подтверждены экспериментально!

В.Н. Демин:

Что касается реальных сверхсветовых скоростей, то они давно уже получены в опытах, которые ставились Н. А. Козыревым, А. И. Вейником, В.П. Селезневым, А. Е. Акимовым и другими отечественными учеными. Обнаружены и внегалактические объекты, обладающие собственной сверхсветовой скоростью. И российские, и американские физики получили сходные результаты в активных средах. 

Видимые движения со скоростью, превышающую скорость света (c > 300 000 км/с) наблюдаются с начала 1970-х гг. от ряда внегалактических радиоисточников (например, квазаров 3С 279 и 3С 273). Релятивисты объясняют наблюдаемые сверхсветовые скорости “иллюзией”.

То есть даже наглядные результаты научных экспериментов и данные наблюдений за реальными космическими объектами не могут поколебать веру приверженцев ТО в свое “научное евангелие”.

В 1921 году Эйнштейну вручили Нобелевскую премию с весьма расплывчатой формулировкой “За заслуги перед теоретической физикой, и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта”. То есть премию вручили не за “Теорию относительности”, что выглядит весьма странным. Тем более, что фотоэлектрический закон было открыт еще до Эйнштейна⁽⁸⁾.

(8)              Внешний фотоэффект был открыт в 1887 году Генрихом Герцем.  В 1888 - 1890 годах фотоэффект систематически изучал русский физик Александр Столетов, опубликовавший по этой проблеме 6 научных работ.

Мнение Нобелевского комитета весьма показательно. Эйнштейн был в числе кандидатов на присуждение Нобелевской премии по физике каждый год с 1910 до 1921 г. (кроме 1911 и 1915 г.), но всякий раз, кроме 1921 года, премия присуждалась другим кандидатам. Почему? Все дело в том, что уже тогда ТО вызывала у членов комитета определенные сомнения.

Приведем еще два авторитетных мнения

Основатель физики твердого тела Л. Бриллюэн (Франция, США) назвал теорию относительности чисто спекулятивным построением. Он утверждал:

Общая Теория Относительности  - блестящий пример великолепной математической теории, построенной на песке и ведущей к все большему нагромождению математики в космологии (типичный пример научной фантастики).

Нобелевский лауреат П. Бриджмен отверг общую теорию относительности. Он утверждал, что общая теория относительности не имеет физического смысла и, следовательно, неистинна, поскольку она поль­зуется неоперациональными понятиями, такими, как то­чечные события, ковариантные законы (то есть законы, справедливые для произвольных систем координат), гео­метризованное гравитационное поле, которому придается статус объективной реальности, и т. д.  Бриджмен так писал о “равноправии” интервалов времени и длин масштабов, измеренных в различных инерциальных системах отсчета: “было бы жестоко снабжать физиков резиновыми линейками и исключительно неправильно идущими часами”.

Однако А. Эйнштейн имел по этому поводу свое собственное мнение. В своей лекции “О методе теоретической физики”, прочитанной в 1933 году, А. Эйнштейн так излагает свое представление о том, как надо строить теоретическую физику:

...аксиоматическая основа теоретической физики не может быть извлечена из опыта, а должна быть свободно изобретена... Опыт может подсказать нам соответствующие математические понятия, но они ни в коем случае не могут быть выведены из него. Но настоящее творческое начало присуще именно математике. Поэтому я считаю, в известной мере, оправданной веру древних в то, что чистое мышление в состоянии постигнуть реальность.

Одним словом, - придумывай все, что душе угодно. Лишь бы красиво, удобно и логично с точки зрения математики. Что он и делал.