Каждые несколько месяцев СМИ облетает новость с громким заголовком, объявляющим очередную революцию в одной или даже нескольких наиболее глубоко укоренившихся научных идеях. Заявления эти всегда масштабны и революционны: от «Большого взрыва никогда не было» до «Эта идея позволяет отказаться от тёмной материи и тёмной энергии», от «Чёрных дыр не существует» до «Возможно, это неожиданное астрономическое явление вызвано инопланетянами». И, тем не менее, несмотря на широкое освещение очередного новаторского предложения, чаще всего оно так и остаётся прозябать, привлекая мало внимания основной массы учёных и не вызывая ничего, кроме отрицаний.
Обычно считается, что учёные в конкретной области науки, к которой относится громкая новость, склонны к догме и привержены старым идеям. Такое представление может быть популярно среди учёных, придерживающихся противоположных взглядов, или тех, кто сам придерживается иных убеждений, но оно представляет научную истину в ложном свете. В действительности доказательств, поддерживающих преобладающие теории, всегда более чем достаточно, а новые предложения, привлекающие внимание авторов новостей, не более убедительны, чем детский лепет. Вот четыре самых больших недостатка, которые обычно встречаются в новых идеях. Из-за них вы никогда больше не услышите о большинстве новомодных идей после того, как они были впервые выдвинуты.
▍ Не может объяснить все известные явления
Когда вы каждый день имеете дело с «настоящей наукой», вы можете сразу заметить недостатки «выскочек». В науке накоплен огромный объём знаний — набор экспериментальных и наблюдательных данных, и набор теорий, обеспечивающих основу для точного описания правил, управляющих нашей реальностью. Многие из полученных нами результатов поначалу были странными и контринтуитивными, и для их объяснения предлагалось множество теорий. Со временем выжили наиболее успешные и обоснованные теории.
У предложений, пытающихся революционизировать одну (или несколько) из наших общепринятых теорий, всегда есть набор препятствий, которые необходимо преодолеть. В частности, они должны:
- воспроизвести все успехи господствующей теории;
- объяснить явление более успешно, чем это может сделать существующая теория;
- и сделать новые предсказания, которые можно проверить и которые отличаются от предсказаний старой теории.
Все три этих критерия выполняются очень редко. На самом деле, подавляющее большинство таких громких предложений спотыкаются уже на первом шаге.
Попытки объяснить Вселенную без горячего Большого взрыва не могут объяснить существование и свойства реликтового излучения, известного науке уже более 55 лет. Утверждения о том, что детекторы гравитационных волн ловят только шум, а не осмысленные сигналы, противоречат большому набору доказательств, связывающих события, видимые в электромагнитном спектре, с их проявлениями в виде гравитационных волн. А идея о том, что гравитация может возникнуть из другой сущности, вроде энтропии, даёт абсурдные результаты при рассмотрении тёмной материи, не позволяя поддерживать процентное соотношение тёмной и нормальной материи неизменным.
По научным стандартам недостаточно просто предложить дикую идею, объясняющую одно свойство, с которым не справляется преобладающая, ныне принятая теория. Одно новое наблюдение всегда может быть объяснено одним новым «свободным параметром» в уравнениях – то есть через привлечение чего-то совершенно нового. Однако если это новое теоретическое дополнение не способно объяснить все остальные явления, оно вряд ли получит серьёзную поддержку.
▍ Воскрешает старую, уже отброшенную идею
Многие «новые идеи» — это неоригинальные переделки старых, дискредитированных в прошлом идей, не заслуживающих повторного рассмотрения. Большинство из людей, обладающих воображением, в какой-то момент жизни играли в игру «а что, если» касаемо того или иного аспекта реальности. Возможно, вы и сами задумывались о чём-то подобном, и у вас возникали идеи вроде:
- Если бы вы путешествовали по прямой линии через Вселенную на достаточно большое расстояние, вернулись бы вы когда-нибудь в исходную точку?
- Что, если частицы, которые мы сегодня считаем фундаментальными (кварки, электроны, фотоны и т. д.), на самом состоят из более фундаментальных компонентов?
- Что, если во Вселенной существует какое-то дополнительное, новое поле, которое пронизывает всё пространство, что объясняет явления, которые сегодня мы называем «тёмной материей» и «тёмной энергией»?
Все эти идеи хороши. О них написано множество работ, в которых они подробно рассматриваются.
Но у каждой есть трудности, из-за которых от них отказались, а новых доказательств в их пользу, позволяющих отказаться от превалирующих теорий, так и не появилось. Например, идея о том, что Вселенная может иметь нетривиальную топологию, по-прежнему интересна — но если это так, то пока что доказательства всё равно демонстрируют, что каков бы ни был «размер» Вселенной, он должен быть значительно больше, чем вся наблюдаемая Вселенная. Если какие-либо из наших фундаментальных частиц являются составными частицами, они не демонстрируют такого поведения ни в одном из экспериментов, которые мы когда-либо проводили.
И если нет ни тёмной материи, ни тёмной энергии, а вместо этого существует объяснение через новое поле, то это объяснение требует по крайней мере двух новых свободных параметров: «комковатого», который ведёт себя как тёмная материя, и «гладкого», который ведёт себя как тёмная энергия. Вы ничего не выигрываете от этих переформулировок, и во многих случаях вы просто добавляете больше сложности, пытаясь объяснить происходящее непродуманным способом. Нет причин, по которым вы не можете исследовать эти пути — но пока вы не сможете объяснить всё то, что не способна объяснить преобладающая теория, или не сможете уменьшить количество свободных параметров, требуемых вашей теорией, вы не сделаете ничего нового – это будет просто игра в песочнице.
▍ Остаётся любимой идеей, несмотря ни на что
Начинать с идеологически мотивированных выводов в корне ненаучно. Это одна из самых опасных ловушек, в которую могут попасть учёные — особенно молодые и неопытные. Если у вас есть загадка или проблема, которая вас беспокоит или увлекает, у вас может возникнуть мысль типа: «Было бы интересно, если бы некая новая идея объяснила то, что мы видим». В этой мысли нет абсолютно ничего плохого, и нет ничего плохого даже в том, чтобы исследовать теоретические последствия того, что ваша идея будет означать для Вселенной, которую мы можем наблюдать.
Но есть грань, переступив которую вы переходите границу между нормальным учёным и сумасшедшим: когда вы убеждаете себя, что ваша идея должна быть правильной. Как только вы совершаете этот переход, вы решаете, что знаете, каким должен быть вывод, и это означает, что вы будете возиться с вашей теорией до тех пор, пока она не даст вам вывод, который, по вашему мнению, должен быть достигнут. Такой тип построения модели путём работы задом наперёд может дать вам желаемый результат, но он не будет научным.
Многие учёные стали жертвой этой ловушки. Фред Хойл был убеждён, что Вселенная должна находиться в устойчивом равновесии и не может происходить из горячего и плотного состояния, несмотря на подавляющее число доказательств в пользу Большого взрыва. Артур Эддингтон был убеждён, что звёзды во Вселенной никогда не могли достичь свойств, выходящих за определённые пределы, несмотря на данные наблюдений, судя по которым эти пределы часто превышались. Даже сам Эйнштейн был убеждён, что квантовая «случайность» должна иметь детерминированное объяснение и что гравитация и классический электромагнетизм приведут к единой силе. Эти пути не принесли никаких результатов в течение последних 20 с лишним лет научной жизни Эйнштейна.
Во многих отношениях эти влиятельные учёные сдерживали прогресс в своей области вплоть до своей смерти. Урок состоит в том, что ваша физическая интуиция — независимо от того, кто вы и чего достигли — не заменит настоящую информацию, которую мы получаем, задавая вопросы Вселенной о самой себе. Именно поэтому Иоганн Кеплер, который отбросил свою «красивую» теорию вложенных сфер и идеальных твёрдых тел ради «уродливой» теории эллиптических орбит, которая лучше других соответствовала данным, остаётся впечатляющим примером того, как нужно правильно заниматься наукой.
▍ Не рассматривается критически самим автором
Среди прочего учёный должен со всей строгостью пытаться опровергнуть собственные гипотезы, а сторонники новых идей часто не справляются именно с этой задачей. У вас появилась идея, и вы её полюбили? Многие из учёных так и делают — и это огромная проблема. В науке сами учёные должны быть самыми суровыми критиками собственных идей, поскольку им предстоит первыми исследовать их досконально, прежде чем они представят свои выводы миру, где их оценят уже другие люди. Если вы потерпите неудачу в попытке разрушить собственную идею — найти её слабые места, показать, где заканчивается диапазон её обоснованности, определить, где она невыгодно отличается от теории, которую она стремится заменить — другие сделают эту работу за вас.
Это не жёсткость и не ограниченность мышления. И уж точно не следование догмам. Это необходимая часть науки: подвергать любую новую гипотезу тщательному анализу и оценке. Как это ни прискорбно, но большинство «новых идей» рассыпаются под тяжестью уже собранных доказательств точно так же, как большинство идей, изначально предложенных для объяснения нового явления, оказываются неспособными описать весь набор доказательств, которые Вселенная даёт нам увидеть.
Легко понять, почему. Если у вас есть идея, которая вам нравится, вы хотите, чтобы она понравилась и другим. Но очень трудно убедить других учёных — особенно сторонников подобающего уровня скептицизма в отношении новых идей — что ваша идея заслуживает любви, если вы сами не подвергли её необходимой проверке. Если вы хотите предложить теорию, в которой скорость света различна для разных длин волн света, то лучше, чтобы она не противоречила ни одному из множества наблюдений, которые мы уже собрали — например, о свете от удалённых объектов.
Если у вас есть идея, которая выходит за рамки общепринятой, есть несколько вопросов, которые вы обязательно должны задать сами себе:
- Какая проблема вдохновила вас на выдвижение этой идеи?
- Как эта идея соотносится с преобладающей теорией в применении к данному явлению?
- Как эта идея соотносится с преобладающей теорией применительно к другим успехам преобладающей теории?
- И какие критические тесты вы можете законно провести (с помощью существующих или будущих технологий) для дальнейшего сравнения вашей идеи с преобладающей теорией?
Как однажды красноречиво сказал Ричард Фейнман: «Первый принцип заключается в том, что вы не должны обманывать себя — а себя легче всего обмануть».
Требование научной строгости не является проявлением излишней жёсткости, догматизма или закрытости мышления. Напротив, это признак честности и стремления найти научную истину по любому вопросу или явлению, которое вы исследуете. Существует множество великих, блестящих идей, которые были отправлены на историческую свалку неудачных теорий по лучшей из всех причин: потому что они не соответствовали наблюдаемой нами реальности. Какой бы модной или убедительной ни была идея, но если она не согласуется с экспериментами, измерениями и наблюдениями, она неверна.
Существует множество убедительных, интересных и жизнеспособных идей, и всегда будет место для рассуждений о неизвестном. Но всякий раз, когда мы рассматриваем новую, альтернативную идею, мы должны делать это через призму научной строгости. Мы не можем просто выбирать явления, на которые хотим обратить внимание, игнорируя аспекты реальности, неудобные для наших любимых идей.
В конце концов, Вселенная всегда будет окончательным арбитром того, что реально и какие теории лучше всего описывают нашу реальность. Но именно мы — разумные существа, занимающиеся наукой, — должны тщательно раскрывать эти истины. Если мы не будем делать это ответственно, мы рискуем обмануть самих себя, поверив в то, что мы хотим считать правдой. В науке добросовестность и интеллектуальная честность — это идеалы, к которым мы должны стремиться.
Автор статьи: valisak.
? Голосуй за нас на премии «ЦОДы РФ»!
