Реальный научный процесс не сложнее или технически труднее, чем упрощённая версия, которую мы изучали в школе; он более хаотичен! Особенно это заметно на ранних этапах научного исследования. Этот начальный хаос может привести к сомнениям, разочарованию, дезинформации и спорам.
Сомнения можно развеять, когда мы все понимаем, что хаос — это неотъемлемая часть систематического процесса, который в конечном итоге приводит к знанию и пониманию.
Наш успех и развитие как технологической цивилизации отчасти основаны на применении результатов научных исследований для обогащения нашей жизни и более полного понимания окружающего мира. Но этот успех всё больше зависит от того, насколько хорошо мы умеем применять научный процесс для улучшения понимания нашей планеты, нашей роли в её физических и химических системах и нашего места во Вселенной.
Однако это не может зависеть только от учёных. Позитивная и конструктивная траектория крайне зависит от того, насколько широкая общественность понимает истинную природу науки: как наука проводится на практике, а не только в теории. Для этого необходимо пересмотреть наши определения и ожидания научной грамотности.
Ниже представлено адаптированное содержание TEDx выступления, которое я провёл в начале 2023 года.
В 1948 году Альберт Эйнштейн писал о значении коммуникации науки и научной работы:
«Очень важно, чтобы широкая публика имела возможность сознательно и разумно переживать усилия и результаты научных исследований. Недостаточно, чтобы каждый результат воспринимался, разрабатывался и применялся только небольшой группой специалистов. Ограничение знаний узкой группой притупляет философский дух народа и ведёт к духовной бедности».
— Из предисловия Эйнштейна к книге The Universe and Dr. Einstein, Линкольн Барнет
Он делал ключевой акцент: во многих отношениях самый важный шаг в научном процессе, который часто опускают в версиях, преподаваемых на начальных курсах науки, — это коммуникация научного процесса широкой аудитории. Первоначальная аудитория включает других учёных, которые могут тщательно проверять работу, поскольку рецензирование (peer review) служит начальным контролем качества — своего рода предохранительным клапаном в научном процессе.
Однако рецензирование не гарантирует, что научное исследование является достоверным или что его выводы верны. Рецензирование — это предварительная оценка методологии, включая методы измерений и анализа данных. Рецензирование — это начало, а не конец.
И, что особенно важно, аудитория должна включать всех заинтересованных людей, независимо от их уровня экспертизы в конкретной области науки.
Эйнштейн был бы доволен повсеместной популярностью научной коммуникации сегодня. Она повсюду. Так почему же наш философский дух всё ещё притуплён? Почему мы не можем согласовать, что значит, что исследование является научным?
Обратите внимание на слова Эйнштейна: он предполагает, что мы все должны переживать «усилия и результаты научных исследований».
Описание наших знаний о природе в печатных изданиях, видео и других медиа часто фокусируется на потрясающих результатах исследований. Они описывают, что мы знаем, и подчёркивают радость открытия. Это понятно; научное открытие действительно захватывает, развлекает и вдохновляет!
Но усилия учёных, проводящих исследования, показывают, как мы узнаём: как систематические измерения превращаются в понимание и почему это должно внушать доверие. Для подробного понимания этого преобразования не требуется знание сложных техник, приборов или математических формул. Нужно лишь внимательность к деталям и умение задавать вопросы — это доступно каждому.
Как узнать об усилиях учёных, если их не сообщают вместе с потрясающими результатами? Научные исследования используют научный процесс, и это должно быть отправной точкой для вовлечения общественности в науку.
Наши культуры ценят экспериментальные результаты, ответы, самих учёных, места их работы и возможные практические применения. Всё это важно в истории познания природы. Но именно процесс определяет науку, точка.
Наука определяется не тем, кто проводит исследование, не тем, что изучается и даже не тем, что мы узнаём. Наука определяется нашими действиями; она больше похожа на глагол, чем на существительное. Люди делают науку.
Казалось бы, всё просто, но почему мы так часто неправильно понимаем научный процесс и говорим: «Я скептик, потому что это всего лишь теория», или «Учёные доказывают свои гипотезы через эксперименты», или «Учёные не согласны, значит, мы ничего не знаем и можем верить во что хотим», или «Учёные предвзяты, поэтому им нельзя доверять»? Эти высказывания отражают глубокое и слишком распространённое недопонимание того, как работает наука.
Где разрыв? Причина в двух вещах:
- Мы получаем мультяшную версию процесса в школьном образовании.
- Мы видим только финальные результаты новых исследований в популярной прессе.
Мультяшный научный метод, который мы изучали в школе, обычно выглядит так:
- Задаём вопрос о природном процессе или объекте и собираем информацию.
- Предлагаем гипотезу — предполагаемый ответ на вопрос.
- Проводим эксперимент для проверки гипотезы.
- Анализируем результаты и делаем выводы о соответствии гипотезы эксперименту.
- Сдаем отчёт. Отлично!
Но на самом деле всё не так просто. Научный метод в классе — это лишь введение, упрощённая схема, которую можно легко выполнить в учебной лаборатории.
На практике научный процесс длится дольше одного дня, включает больше людей, а элементы метода могут выполняться разными людьми, не обязательно в указанном порядке. Наука — это не рецепт, а систематический процесс.
Как напомнил Эйнштейн более 75 лет назад, научный процесс включает широкую коммуникацию с различными аудиториями, рецензирование и часто длительный итеративный подход — повторение и уточнение исследований — прежде чем мы получаем уверенность в своих знаниях. Это гораздо больше, чем последние результаты или моменты «эврики». Последние результаты — это предварительные отчёты, и иногда они ошибочны. Научный процесс хаотичен.
Научный процесс можно свести к четырём основным элементам:
- Систематические и повторяющиеся наблюдения или измерения, часто в форме контролируемых экспериментов (не всегда).
- Формулировка и проверка научных гипотез.
- Формулировка и проверка научных теорий.
- Коммуникация процесса широкой аудитории.
Несколько лет назад наткнувшись на удивительную графическую иллюстрацию, созданную в Музее палеонтологии Калифорнийского университета.
На первый взгляд диаграмма кажется сильно отличающейся от привычного научного метода, но если присмотреться, шаги традиционного метода укладываются в четыре элемента процесса.
- Исследование и открытие: наблюдения, выявление закономерностей и вопросов, вдохновение.
- Тестирование идей: формулировка проверяемых гипотез и их систематическая проверка. Мы не стремимся доказать правильность гипотезы, а проверяем её соответствие наблюдениям.
- Анализ и обратная связь: совместная работа в научном сообществе, включая, в конечном итоге, широкую публику. Рецензирование и публикация результатов помогают оценить надёжность выводов и доверие к учёным.
- Коммуникация: объяснение процесса и результатов общественности для развития понимания науки.
Один учёный может ошибаться. Но отрицать научный консенсус опасно.
Общественная дискуссия часто сосредоточена не на процессе науки, а на интерпретации и применении результатов. Когда научные открытия делают жизнь удобнее или помогают сохранять ресурсы, мы радуемся. Когда они ставят под сомнение наши убеждения или поведение, мы склонны игнорировать их.
Научный процесс никогда не заканчивается на 100%. Всегда возможно, что новые данные поставят под сомнение установленные результаты. Тем не менее процесс в конечном итоге сходится к новым знаниям и пониманию, в котором мы обретаем уверенность. Мы не должны отвергать научные теории и факты только потому, что будущие наблюдения могут их оспорить.
Наука определяется действием, а не человеком, изучаемым объектом или результатом. Люди делают науку, и именно через этот процесс мы развиваем понимание.
Научная грамотность должна опираться на глубокое понимание и доверие к научному процессу. Осознание того, как наука действительно работает сегодня, даёт возможность оценивать достоверность информации, представленной как «научная».
Информация и дезинформация о науке распространяются со скоростью света. Поэтому необходимо развивать новую научную грамотность — глубокое понимание и уважение к процессу науки, как его применяют учёные для изучения природы и её сложных систем.
Это призыв к действию для преподавателей науки, научных коммуникаторов, журналистов и каждого из нас.
Если мы будем понимать, чего ожидать от науки как процесса, принимать её начальный хаос и следить за последующим накоплением знаний, мы будем лучше подготовлены к потоку информации и сможем понимать и извлекать пользу из работы учёных, даже если их результаты заставляют нас пересматривать собственные взгляды.
А что может быть более вдохновляющим в будущем, где технологии и научная работа, стоящая за ними, будут продолжать влиять на многие аспекты нашей жизни?