Философы науки никогда не могли ужиться друг с другом, ведь упрямство — ключевая особенность их работы. Но за тысячи лет, от Аристотеля до Томаса Куна, все, кто изучают что такое наука, могут классифицировать себя на два лагеря: «антиреалисты» и «реалисты».
В философском понятии «антиреалисты» или «эмпирики» понимают науку в контексте исследования свойств наблюдаемых объектов с помощью экспериментов. Эмпирические теории ограничены результатами, полученными в ходе экспериментов. «Реалисты» же вольно рассуждают о возможной форме необозримого мира, часто создавая математические объяснения, которые невозможно проверить. Исаак Ньютон и приверженцы теории струн — реалисты.
Большинство учёных мало интересует философское разделение, но возможно им бы стоило задумываться об этом: Альберт Эйнштейн, Нильс Бор и Эрвин Шрёдингер полагали, что без этого никак не обойтись. В XX веке Кун каталогизировал парадигматическую природу научных революций, вписав их в научное сознание. Карл Поппер полагал, что лишь те теории, которые можно сфальсифицировать, достойны называться научными. Например, утверждение «Бог не существует» невозможно сфальсифицировать.
Но вне академических залов мало кому известны влиятельные работы философов науки — Рудольфа Карнапа, Уилфрида Селларса, Пола Фейерабенда и Баса ван Фраассена.
Создатель «конструктивного эмпиризма» ван Фраассен широко признан многими своими коллегами как один из величайших ныне живущих философов. Сам он себя называет «философом философа».
«В 1980 году работе ван Фраассена «Образ науки» удалось изменить ход сражения между реализмом и эмпиризмом. Он спас эмпиризм от тупика логического позитивизма», — утверждает Йос Уффинк из Университета Миннесоты.
В книге 2008 года «Научное представление: Парадоксы перспективы» ван Фраассен заявил, что экспериментальные данные — это ни больше ни меньше как представление о наблюдаемом фрагменте из принципиально ненаблюдаемой Вселенной. Он заявил, что хотя с научной точки зрения и принято считать, что данные сообщают о физическом состоянии «чего-то», это не обозначает, что «что-то» существует.
Как в своё время язвительно заметил эмпирический философ Людвиг Витгенштейн: «О чём невозможно говорить, о том следует молчать». Но, тем не менее, многие учёные обсуждает ненаблюдаемые явления, словно они встроены в картину миру и их можно обнаружить.
Конструктивный эмпиризм не допускает проектировать истину на основе ненаблюдаемого мира, который ван Фраассен в книге «Научное представление» приравнивает к «коварному заколдованному лесу». В истории науки заколдованный лес постепенно обживали боги дождя, гармония сфер, флогистоны, эфир, множественные вселенные, большой взрыв, космическая инфляция, тёмная материя и энергия, а также сингулярность. Ученый, который верит в существование этих ненаблюдаемых сущностей, блуждает в дебрях метафизических спекуляций и находится вне сферы науки, утверждает ван Фраассен.
Как полагает ван Фраассен, наука отделяет от метафизики необходимость присутствия экспериментальных данных, которые должны быть взаимосвязаны хотя бы с малой частью структуры теоретической модели. Его основное понятие «эмпирическая адекватность» запрещает рассуждать о (метафизической) природе ненаблюдаемых явлений.
К счастью, конструктивный эмпиризм допускает, чтобы наука продолжала работу над онтологической картой всех вещей. Например, существует доказательство того, что что-то происходит в протоне, но это не подразумевает существование кварков. Тонны данных, полученных из линейных ускорителей, вписываются в модель эмпирического понимания, тогда почему кварки не могут существовать? Потому что утверждение, что кварки существуют имеет метафизическое обозначение, а не научное обоснование.
В июле Nautilus удалось выловить ван Фраассена на конференции о «Квантовом взаимодействии» в Университете Сан-Франциско.
Обычно вы говорите об эмпиризме на языке физики. Разве типичному физику есть дело до философии?
У исследователей, которые работают в сфере квантовой оптики, сверхпроводимости и физике элементарных частиц, едва хватает терпения, когда речь заходит о философии. Их отношение разительно отличается от отношения в прошлом столетии, когда Макс Планк, Эрнст Мах и Эйнштейн, получивших классическое образование, спорили, где стирается граница, которая отделяет эмпиризм от метафизики. Но современные физики, которые работают над фундаментальными проблемами космологии и квантовой механики чаще всего говорят о философии по мере надобности.
Почему вы решили стать философом?
Я родился во времена нацисткой оккупации Нидерландов. Мой отец был слесарем по паровому отоплению. Немцы перевезли его в Гамбург для работы на фабрике. Однажды ему удалось бежать, но его схватили и отправили в концентрационный лагерь. После войны он вернулся обратно в Нидерланды, и мы иммигрировали в Эдмонтон, который расположен в канадской провинции Альберта.
Учась в средней школе, я часто ходил в городскую библиотеку и там прочитал большую часть книг из секции Десятичной классификации Дьюи (система классификации книг, разработанная в XIX веке американским библиотекарем Мелвилом Дьюи — ред.) по религии, психологии и философии. Я поглощал послевоенных экзистенциалистов: Сартра, Камю. Их философское мировоззрение сформировалось войной, собственно, как и моё.
Ещё будучи студентом, я решил стать профессиональным философом. Логический эмпирик Ганс Рейхенбах был моим первым интеллектуальным героем. В ранних 30-х его Берлинский кружок эмпириков посещал даже Эйнштейн, чья математическая модель специальной теории относительности согласовывалась с наблюдаемыми явлениями, без попытки объяснить загадку.
Работа Эйнштейна вышла из эмпирической части метафизического реализма XVII века, философского подхода, который утверждал истинность ненаблюдаемых объектов. Ранние эмпирики XX века заигрывали с логическим позитивизмом, но этот подход приобрёл дурную славу, так как рассматривался в качестве отрицания существования объективной реальности.
Вы проучились аспирантом в Гарварде и в Кембридже. Почему вы выбрали университет Питтсбурга?
На заре 60-х Питтсбург был очагом дебатов о философии науки. Я учился с лучшими: Адольф Грюнбаум, Уилфрид Селларс. Я изучал работы Куайна и Фейерабенда. Выпады против чрезмерного антиреализма позитивистов таких, как Карнап, укрепили позиции реалистов, включая и позиции моего директора по диссертации Грюнбаума, который рассматривал пространство-время как реальный физический объект, даже если он не мог его наблюдать. Я отказывался принимать реалистическую позицию. Но я не знал, как опровергнуть главное реалистическое утверждение, что наука способна объяснить то, что происходит за пределами области эксперимента.
Когда к вам пришло озарение?
В 1975 году я взял академический отпуск во время преподавания в Йельском университете. Я путешествовал на машине с палаткой, разбивая лагеря в Южной Европе, Румынии, Турции и Северной Африке. С собой я взял книги и фотокопии философских работ моих героев. Сидя у костра, я писал исследование, которые позже вошло в мою книгу «Образ науки».
Моя главная мысль заключалась в том, что практически невозможно описать тот хаос, что происходит в мире. Мы можем создать полезные теории или модели, которые будут эмпирически адекватными и помогут нам, например, объяснить поведение того, что мы называем электроном, но это не позволит нам объяснить, что это такое. Часть теоретической модели можно оценивать как истинную или ложную, основываясь на воспроизводимости данных. Но чтобы данные были полезными, эмпирически адекватными им не обязательно необходимо вписываться в какую-то всеобъемлющую теорию об организации мира.
Наука — это крупномасштабная человеческая инициатива, и нам необходимы границы, чтобы определить, что можно назвать истиной, а что нет. Эмпиризм — позиция, прагматическое мироощущение, которое само по себе сдерживает то, что я называю «обузданной иррациональностью». Это обозначает, что данные сами по себе ограничивают то, во что рационально верить о мире; эмпиризм создает границы.
Существует ли объективная реальность?
Вопрос заключается в том, реальны или нет электроны? Физический мир, безусловно, реален; он объективно существует, несмотря на то, что нам дано наблюдать лишь крошечную его часть. Роль науки в том, чтобы создавать прогнозирующие теории о явлениях, которые мы можем наблюдать. Мы никогда не увидим частицу саму по себе, только представление, её изображение, но мы все равно собираем данные, которые позволяют теории предсказать, что объекты способны делать.
Если эксперименты подтверждают данные, которые вписаны в часть теоретического объяснения, то можно утверждать, что этот факт можно назвать всего лишь фактом; наука не способна утверждать, что всё теоретическое объяснение даже «приблизительно» может быть истиной. Конструктивные эмпирики понимают важное значение математических абстракций намного лучше неоплатоников или идеалистов, но мы не согласны с тем, что у математических моделей существуют двойники в реальности.
Вскоре после того, Как я опубликовал «Образ науки», я получил письмо от философа из Нью-Йорка, который спросил меня, считаю ли я электроны реальными. Я ответил, что этот вопрос не имеет отношения к моей философской позиции. Он гневно ответил: «Я один из ваших читателей, я обязан знать!». Я не спешил ему отвечать. Но я затем я увидел его статью в популярном журнале, в которой он защищал пытки со стороны полиции Нью-Йорка. Я тогда подумал: «Ох, лучше я не буду развивать эту дискуссию дальше».
Существует ли у учёных психологическая потребность в причинных объяснениях?
В принципе, мы могли бы разработать математические теории на основе хладнокровной логики, но именно желание найти связь между причиной и следствием толкает науку вперёд. Психолог из университета Калифорнии Элисон Гопник опубликовала потрясающее исследование под название «Объяснение как оргазм». Она полагает, что людям не нужен оргазм для воспроизводства, но стремление к нему приводит к появлению детей. Она метафорически сравнивает опыт получения оргазма с тем, что происходит с учёным, когда он порождает теорию, которая объясняет скрытые причины взаимодействий; ведь именно желание учёного что-либо объяснить приводит к созданию новых теорий.
Реализм иррационален? Он более «оргазмичнее», чем наука?
Реализм — тоже позиция, но противоположная эмпирической, реалисту необязательно ограничиваться фактами, выявленными из данных. Роль науки не в том, чтобы интерпретировать или объяснять огромную реальность, а в том, чтобы порождать теории, которые пригодятся в создании прогнозов относительно наблюдаемого мира. Единственный критерий научного успеха — эмпирический успех. Теории выживают, улавливая закономерности в природе.
Приведите пример эмпирически полезной теории, которая опиралась на ненаблюдаемые сущности.
Можно ли считать метеорологию полезной, когда ей удаётся точно предсказать погоду? Конечно. В самом начале практическая метеорология, как и практическая медицина, была чисто эмпирической. Но сегодняшняя метеорология основана на классической ньютоновской физике, которая постулирует существование ненаблюдаемых сил, способных действовать мгновенно на огромные расстояния. Тем не менее, существуют эти силы или нет, не имеет никакого отношения ни к эмпирическим успехам метеорологии, ни к классической теории тяготения Ньютона.
Раньше мы полагали, что боги ответственны за создание ветра. Теперь мы считаем, что ветер — это результат дифференциала энергии. Так, что такое энергия?
«Энергия» — это теоретический термин, имеющий математическое значение. Необязательно утверждать, что существует элемент реальности, который соответствует «энергии» для того чтобы изучать энергетические взаимодействия. Часто люди полагают, что научный реализм предполагает убеждение, что ненаблюдаемые объекты и силы существуют независимо от наблюдения. Как конструктивный эмпирик, я не утверждаю обратное. То, что я хочу сказать, что неважно реальна энергия или нет.
Что такое философский критерий научного успеха?
Эмпирические и научные реалисты ответят на этот вопрос по-разному. Конструктивный эмпирик скажет, что экспериментальные результаты и результаты измерений — это единственные «реальные» явления, по которым может свидетельствовать наука. Критерий успеха — приблизить экспериментальные данные к теоретической модели, которая предсказывает эти данные.
Например, данные о бозоне Хиггса полученные с помощью Большого адронного коллайдера, которые объясняют Стандартную модель (теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц — ред.) не обозначает, что Стандартная модель — это истинная теория, а только то, что данные Хиггса соответствуют части теории, которая раньше не была эмпирически адекватной.
Реалист с этим не согласится: «Нет! Эмпирическая адекватность никуда нас не приведёт. Критерий научного успеха — это когда теория полностью верна».
Выйдя за рамки чисто философской дискуссии мы должны спросить себя: «Что такое критерий успеха в реальной научной практике?». Разве учёные отвергают теорию, которая эмпирически адекватна просто потому что они не верят, что это истина? Потому что она не вписывается в их предвзятую онтологическую модель? Потому что физика Вселенной должна быть понятной всем людям?
Учёные, как правило, прагматики, а не философы. Если данные подтверждают часть теоретической схемы, которая стремится объяснить структуру стула или Вселенной, эту модель можно использовать как основу для разработки большего количества экспериментов. Если данные не соответствуют модели, то эта теория вряд ли полезна для науки, но отлично годится для метафизики, если это то, что вы хотите делать.
В чём смысл фразы, которую часто можно услышать, особенно от основателей квантовой механики, что теории могут быть «недоопределены»?
Недоопределение происходит, когда данные, служащие как эмпирически адекватная модель, могут вписывать в различные картины понимания того, что происходит в ненаблюдаемой области. Это означает, что один набор данных может объяснить больше, чем один вид «реального» мира, который сбивает с толку реалистов, нуждающихся в единой картине.
В квантовой механике это копенгагенская интерпретация Нильса Бора, теория волны-пилоты Дэвида Бома и многомировая интерпретация Эверетта. Всё это эмпирически адекватные модели, которые соответствуют и будут соответствовать тем же экспериментальным данным. Каждая из них делает одни и те же предсказания в квантовой механике. Но каждая интерпретация постулирует совершенно другую концепцию ненаблюдаемой Вселенной, и невозможно сказать, какая из них «права».
Версия Нильса Бора запрещает смешивание классических (макроскопических) и квантовых (микроскопических) миров. Бом предусматривает фундаментальную классическую вселенную, которая вмещает квантовую механику. «Множество миров» Эверетта — это полностью квантово-механическое наблюдение в зависимости от расположения наблюдателя, сама описывается как распределение вероятностей.
Реалисты могут придерживаться той или иной из этих теорий толкования. В то время, как предсказательная сила этих теорий остается той же самой. Реалисты могут надеяться, что новый экспериментальные данные появятся в один прекрасный день, данные которые квантовая теория не может вместить в её нынешнем виде. Соперничающие интерпретации проиграют, потому что не могут вместить новые данные, в то время, как их собственные будут изменены в соответствие с новыми проблемами. В то же время, эти типы интерпретирующих теорий — метафизические по себе и, на мой взгляд, выходят далеко за рамки науки. С другой стороны, интерпретации могут быть полезными; мы достигаем глубокого понимание того, что поставлено на карту, размышляя над конкурирующими интерпретациями, поэтому чем их больше, тем лучше.
Насколько полезны такие слова, как «детерминизм» и «индетерминизм» для науки?
Весьма полезны и я полагаю, что они удивили многих. В XIX веке многие были убеждены в том, что научная теория неполноценна, если она не способна предсказать явления. Квантовая механика изменила всё. Сперва это случилось с неприводимыми вероятностями, а затем последовали эксперименты Аспекта, которые нарушили неравенства Белла. [В 1982 году французский физик Ален Аспект провёл историческую серию экспериментов над фотонами, которая подтвердила спорную теорему, предложенную в 1964 году физиком ЦЕРН Джоном Стюартом Беллом. Теорема Белла была удивительно простым арифметическим доказательством того, что квантовые объекты могут быть «запутанными» на большие расстояния, реагируя мгновенно на изменениям у друг друга, как если бы они составляли единую систему, даже если отделены друг от друга на много световых лет. Запутанность часто называют «жутким дальнодействием»].
Есть ещё один момент, в котором квантовая механика является детерминированной. Общее квантово-механическое состояние или «волновая функция» всей Вселенной развивается детерминировано: какая она сейчас определяет, чем она будет всегда. Я называю это принципом «иди домой к маме». Но мама работает за кулисами, так сказать. На уровне наблюдаемых явлений, связанных с квантовым состоянием по правилу Борна, данные и прогнозы, основанные на этих данных являются статистическим распределением.[Правило Борна — формула для извлечения классических вероятностей из квантово-механических данных, что дает вероятность того, что частица будет находиться в одном положении или между собой при измерении.]
Согласно эмпирикам, как ученые находят новые теории?
Прыжок веры. Вы заставляете свой ум поверить в идею, а затем тестируете её. Вы проверяете теорию на эксперименте. Если посылки верны, то вывод будет верным.
Может ли наука объяснить религию и духовность?
Некоторые люди пытаются объединить религию и науку, говоря: «Просто добавьте Творца к эволюции». Это невероятная ошибка, лженаука. Вера не об этом. Религиозному человеку невероятно сложно передать значение веры. Духовность воспринимает всё, что происходит вокруг нас таким образом, которым наука не может и не должна.
Ваше хобби — скалолазание. Почему?
Потому что я могу умереть в любой момент. Мой разум сфокусирован на этом, а не на философии. В такие моменты я отдыхаю.
Оригинальная статья: Nautilus
Автор: Питер Бирн
Дата: 8 сентября 2016