Различава ли се истината от лъжата, науката и живота
Академик А. Мигдал
Всеки ден поток от непроверени факти и слухове пада върху главите на хора, които не познават природните науки.
Наскоро чух история на една талантлива актриса за мъж, който в присъствието на много зрители окачи ботушите си в космоса с „твърдост“, като заяви, че притежава 9000 единици от тази сила, докато световният рекорд е само 7000.
Нека се опитаме да отговорим на няколко въпроса:
Какъв е научният метод на познание?
Как се раждат заблудите? Какви са онези малки грешки в разсъжденията, които водят до ненаучни заключения?
И накрая, как да различим научната истина от грешката?
Характеристики и методи на науката
Нека да обсъдим характеристиките на научния метод на познание, възникнал в началото на 17 век, трудно се освободи от догматичните предразсъдъци и продължава да се развива заедно с науката.
Задачите на науката лежат на границата между известното и неочакваното. Оттук и една от основните му характеристики - отвореността към новото, способността да се преразгледат обичайните идеи и, ако е необходимо, да се откажат от тях.
Съмнението ми доставя толкова удоволствие, колкото знанието.Данте.
Науката се формира от фактите, връзките между тях и тълкуването на тези връзки. Фактите и корелациите трябва да се уважават като Наказателния кодекс. Добре установените факти са непроменливи, корелациите само се усъвършенстват с развитието на науката. Но интерпретациите на фактите и корелациите, т.е. представянията, основани на съзнателно опростена картина на феномена, не могат да бъдат абсолютизирани. Изгледите или моделите се развиват и променят с всяко откритие.
В Нобеловата си реч Албер Камю каза, че изкуството върви по тясна пътека между две бездни: от една страна празнотата, от другата тенденциозността. В науката такивабездни - повърхностност и догматизъм, два аспекта на псевдонауката. Skygazers изграждат своите концепции, без да се съобразяват с факти и съотношения, въз основа на непроверени предположения. Догматиците абсолютизират днешните идеи. Трудно е да се каже кое е по-опасно.
Много често учените, които не могат да се откажат от установените представи, са широко образовани в областта на науката и дори вършат добра работа, макар и да не надхвърлят общоприетото. Докато са ограничени до такива дейности, те са полезни. Щетите започват, когато те се опитват да правят прогнози и да влияят на посоката на търсенията.
За щастие науката има самопочистващо се свойство – обратна връзка, която осигурява стабилност. След няколко неуспеха и догматиците, и повърхностните привърженици престават да влияят върху развитието на науката.
Двадесети век показа невероятни примери за отхвърляне на конвенционалните представи във физиката: теорията на относителността възниква в резултат на преразглеждане на интуитивната концепция за едновременност, която съществува от стотици години. Класическата механика изхожда от предположението, че явленията могат да бъдат описани чрез определяне на координатите и скоростите на частиците. Квантовата механика изисква отхвърлянето на това предположение.
Но не свидетелства ли подобен отказ за провала на цялата предишна наука?
. За да не руши, не разстройва, не руши, а гради.V. Висоцки. "Песента на Алиса".
Има погрешно схващане, че стойността на едно научно откритие се измерва с това доколко то подкопава съществуващата наука.
Значението на научната революция е в нейните съзидателни, а не разрушителни възможности, в тласъка, който дава за развитието на науката, в какви нови области открива.
Много често обаче основните идеи на предишната наука остават непроменени. Безкръвен превратнастъпили в астрофизиката след появата на радиоастрономията; в теоретичната физика - с откриването на "графиките на Фейнман" - начин за получаване на връзки между физическите величини с помощта на чертежи, които се дешифрират в края на работата.
Но дори една радикална научна революция не отменя, а само ревизира, преосмисля старите съотношения и поставя границите на тяхната приложимост. В науката има "принцип на съответствие" - една нова теория трябва да премине в старата при условията, при които е създадена старата.
Стабилността на науката е нейното най-важно свойство, в противен случай би трябвало да се започва всичко отначало след всяко откритие.
Физиците изоставиха концепцията за топлината като течност - калорична - протичаща от нагрято тяло към студено, след като беше установена еквивалентността на механичната и топлинната енергия ("механичният еквивалент на топлината"). Но законите на топлопроводимостта, установени в дните на калориите, не са се променили.
В началото на 20-ти век атомистичната теория за материята става доказана и всеобщо призната истина, но всички връзки на „макроскопичните“ науки – термодинамика, хидродинамика, теория на еластичността – остават непроменени. Тези науки продължиха да предсказват нови явления, само границите на тяхната приложимост станаха ясни.
В същото време, в началото на века, имаше революция в нашите възгледи за пространството, времето и гравитацията, но "науката за ниските скорости" се запази не само в смисъла на "принципа на съответствието" - тя продължи да се развива и практически всички съвременни технологии - компютри, телевизия, радио, космически полети, съвременна химия и биология - се справят с Нютоновите идеи за пространството и времето.
Добър пример за преплитането на стари и нови идеи е историята на етера.
През 19 век е вакъфяносложни противоречиви свойства за обяснение на законите на разпространение на светлината във вакуум и в движещи се тела. Теорията на относителността разреши всички противоречия на етера. Освен това необходимостта от самата концепция за етер е изчезнала. По-късно обаче се оказа, че празнотата - "бившият етер" - е носител не само на електромагнитни вълни; в него възникват непрекъснати колебания на електромагнитното поле („хладни колебания“), раждат се и изчезват електрони и позитрони, протони и антипротони и изобщо всички елементарни частици. Ако, да речем, два протона се сблъскат, тези мигащи („виртуални“) частици могат да станат реални – от „празнотата“ се ражда сноп от частици.
Празнотата се оказа много сложен физически обект. По същество физиците се върнаха към понятието "етер", но без противоречия. Старата концепция не е взета от архива - тя възникна наново в процеса на развитие на науката. Новият етер се нарича "вакуум" или "физическа празнота".
Историята на предаването не свършва дотук.
Теорията на относителността се основава на предположението, че в нашия свят няма специална координатна система и следователно няма абсолютна скорост, ние наблюдаваме само относителни движения. Но избрана координатна система се появи в нашата Вселена с откриването на космическото микровълново фоново лъчение - това е система, в която квантите на космическото микровълново лъчение се разпределят сферично симетрично по скорост (като газови частици във фиксирана кутия)*. В "новия етер" има абсолютна скорост, но въпреки това следствията от теорията на относителността се запазват с колосална точност в съответствие с "принципа на съответствието".
Историята на предаването продължава.
Прилагането на квантовата механика към теорията на гравитацията доведе до най-важния резултат - в допълнение към нулевите трептения на елементарните частици, които току-що обсъдихме, ввакуум, има нулеви колебания на гравитационното поле. Но както следва от теорията на гравитацията на Айнщайн, промяната в гравитационното поле води до промяна в геометричните свойства на пространството. Съотношението на обиколката към радиуса се колебае около стойността 2π, съответстваща на евклидовата геометрия. За големи радиуси тези флуктуации са практически ненаблюдаеми, но колкото по-малък е мащабът на разстоянията, толкова по-голяма е амплитудата на "трептенията" на вакуумната геометрия.
Напоследък теоретичните физици се опитват да открият взаимното влияние на тези колебания на геометричните свойства и нулевите колебания на елементарните частици. Айнщайн се надяваше да обедини гравитацията и електродинамиката и подобна теория би стигнала много по-далеч - това би означавало „голямо обединение“ на всички известни физически взаимодействия.
Романтиката и поезията на науката не е в разрушаването на старото, а в преплитането и проникването на нови и стари идеи една в друга. В науката, както и в изкуството, новото не отрича красотата на старото, а го допълва.
Така че науката пази своите завоевания. Но как се установяват научните истини! Един от най-важните методи е експерименталната проверка на теоретичните прогнози.
Гражданските обичат да съдят за военни и дори за фелдмаршалски теми, докато хората с инженерно образование съдят повече за философията и политическата икономия.F. М. Достоевски, „Дневник на един писател“.
За да установите истината, трябва да поставите научен експеримент, тоест извършен от специалисти, даващ повтарящи се резултати и потвърден от независими експерименти на други изследователи. Това в еднаква степен важи за всички експериментални науки - за физика, химия, астрономия, биология, психология. В астрономията вместо думата "експеримент" (речникът я дефинира по следния начин: опит, опит, проверка на хипотези) е обичайно да се използва думата "наблюдение",подчертавайки невъзможността за промяна на хода на събитията по желание на експериментатора, но същността остава - астрономическият експеримент е, че мястото, времето и методът на наблюдение са избрани така, че да се получи отговор на поставения въпрос. Но в наши дни с помощта на спътници станаха възможни астрономически експерименти в обичайния смисъл на думата.
Дори в математиката, когато се търсят доказателства, се правят правдоподобни предположения, които трябва да бъдат тествани, тоест поставя се експеримент.
В експерименталните науки процесът на "доказване" никога не свършва, защото непрекъснато се разширяват границите, в които се тества правилността на предположението. Ето пример за астрономически експеримент. Според класическата механика на Нютон планетите трябва да се движат по елипси, а осите на елипсата са неподвижни в пространството. Това е потвърдено от многобройни наблюдения на траекторията на Меркурий. Доказано е, че предсказанието на теорията на Нютон се извършва с огромна точност: орбитата на Меркурий се върти изключително бавно - едно завъртане за три милиона години. Едновременно с блестящото потвърждение на предсказанията на класическата механика се появи нов парадокс - беше необходимо да се обясни това малко, но фундаментално важно отклонение от теорията на Нютон. Обяснението се появява едва след създаването на теорията на гравитацията (общата теория на относителността), която дава възможност да се изчисли ъгловата скорост на орбитата, изразявайки я чрез гравитационната константа, масата на Слънцето и скоростта на светлината. Това е един от невероятните примери за красотата на науката - теорията свързва толкова различни явления като гравитацията и разпространението на светлината.
Дори във физиката, химията и астрономията не винаги е възможно да се повторят условията на експеримента. Ами биологията или психологията, където обектите се различават един от друг? Възможно ли е тамизисква повторяемост и възпроизводимост на резултатите? Да, възможно е и трябва – без това няма наука! Разбира се, тук е много по-трудно да се постави недвусмислен експеримент, но от друга страна не се изисква онази нечувана точност, необходима за откриване на астрономически отклонения от класическата механика. В тези науки, поне на сегашния им етап, се поставят много по-груби или дори качествени въпроси.
Биологичните обекти, разбира се, не са толкова идентични като молекулите, но общността на биологичните взаимоотношения е удивителна! Тази общност, сходството на връзките ще направи възможно установяването на модели и е в основата на науката. Законите на генетиката са открити от Мендел върху граха и Морган върху дрозофила и се оказват приложими към различни биологични обекти. &