РЕФЕРАТ
ДИНАМИКА НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ МИРА, ИЛИ БОРЬБА В МИРЕ НАУКИ
Пожалуй, впервые в нашей жизни мы соприкасаемся с наукой, начав обучение в школе. Наука является нам в виде различных школьных дисциплин - таких, к примеру, как история, география, биология, математика и физика. При этом наука представляется некоей данностью, раз и навсегда установленной еще в незапамятные времена. Исполненные исследовательского пыла молодые люди оказываются введены в заблуждение тем, что все на свете кажется им уже открытым и изученным, и Земля - уже обшаренной до последнего уголка.
Но вместе с тем мы все же время от времени слышим о научных открытиях или изобретении чего-то совершенно нового. Открыта звезда, яркость которой изменяется случайным образом; обнаружены новые элементарные частицы, названные глюонами; при помощи лазера - источника света нового типа - теперь можно сверлить толстые стальные плиты; математики наконец нашли решение задачи о четырех красках, которой уже больше ста лет. Задача эта кажется до того простой, что множество раз за ее решение брались даже дилетанты - однако старания их оказывались столь же тщетными, как и усилия маститых математиков. Задачу эту можно изложить всего в нескольких словах. Страны, граничащие друг с другом, окрашиваются на политических картах в разные цвета (рис.1). Для больших карт, на которых изображено множество стран, потребуется, как может показаться, и множество разноцветных красок. Однако печатники в девятнадцатом веке методом проб обнаружили, что для любой отдельной карты оказывается достаточно всего-навсего четырех красок. Математики решили выяснить, насколько универсален этот полученный опытным путем результат: действительно ли для любой карты всегда достаточно четырех цветов и нельзя ли придумать такую карту, для печати которой было бы необходимо использовать, к примеру, пять различных красок? С момента возникновенияэтих вопросов прошло более ста лет, и лишь несколько лет назад Кеннету Аппелю и Вольфгангу Хакену удалось найти ее решение с помощью компьютерной программы, составленной таким образом, что компьютеру удалось самостоятельно выполнить полное и подробное доказательство.
Рис.1. Модель "четырехкрасочной" географической карты с использованием белого, черного, светло- и темно-серого цветов.
Во всех этих и многих других примерах наука предстает перед нами совершенно в ином свете. Многочисленны примеры того, как отдельные ученые и исследователи полностью изменяли наши представления о мире. Так, например, Эйнштейн, создав теорию относительности, перевернул представления человечества о природе пространства и времени. Гейзенберг и Шредингер разработали квантовую теорию, представив нам абсолютно новую картину микромира. Крик и Уотсон открыли двойную спираль, несущую в себе всю наследственную информацию. Во время обучения и позднее, когда он становится уже самостоятельным исследователем, человека захлестывает поток научных публикаций. Со всех сторон на нас обрушиваются сообщения о все новых и новых открытиях, ведь ежедневно в мире публикуется более двадцати тысяч научных работ. Таким образом, наука только на первый взгляд может показаться чем-то статичным, застывшим в состоянии покоя; при ближайшем же рассмотрении становится ясно, что она находится в непрерывном движении, в состоянии, так сказать, эволюционного развития.
Здесь мы вновь вернемся к соображениям, которые уже не единожды встречались нам при рассмотрении проблем синергетики. Изучая различные явления, установили, что при изменении уровня или характера внешнего воздействия система продолжает на протяжении некоторого промежутка времени развиваться более или менее равномерно. Однако при определенных обстоятельствах скачкообразно возникает совершенно новое макроскопическое состояние порядка. Для описания этого состояния как нельзя лучше подходят идеи, представленные известным историком науки Томасом С. Куном в книге "Структура научных революций" и вполне вписывающиеся в создаваемую синергетикой картину мира. В своей книге Кун отделяет нормальную науку от случающихся в научном мире переворотов. Нормальная наука также способна к развитию, но оно идет медленно и постепенно, за счет расширения и углубления уже имеющихся в распоряжении ученых знаний. Например, в основе мостостроения лежат давно известные физические законы, на основании которых инженеры создают новые конструкции мостов, развивая тем самым данную отрасль. Возможно, здесь не создается ничего принципиально нового, однако некоторый прогресс науки и техники все же налицо. Или другой пример: эксперименты физиков, целью которых является более точное измерение скорости света. В биологии сюда можно отнести непрекращающиеся исследования способов передачи электрического заряда сквозь клеточные мембраны. Однако именно такие исследования порой приносят науке совершенно новые знания о мире. Скажем, к началу двадцатого века было накоплено достаточно много свидетельств того, что законы механики неприменимы к движению электронов вокруг атомных ядер, так как, в соответствии с этими законами, ни один атом не мог находиться в устойчивом состоянии: электроны, вращающиеся вокруг ядра, должны были бы в конце концов неминуемо на это самое ядро упасть. Иными словами, следовало признать, что существующие законы неверны или, по крайней мере, их истинность ограничена определенными рамками.
Наука, с точки зрения синергетики, является открытой системой, в которую постоянно проникают всевозможные новые идеи. Открытия могут быть до такой степени радикальными, т.е. ведущими к коренным переменам, что потрясают самые основы существовавшей прежде науки и изменяют картину мира, созданную представителями этой науки. Ученые пребывают в сомнениях. В синергетическом смысле при этом возникают все более сильные флуктуации, проявляющие себя в форме новых идей или новых экспериментов, которые приобретают сторонников и тем самым набирают все большую силу; затем многие из этих идей опровергаются и отвергаются, их сменяют другие идеи, и так продолжается до тех пор, пока не появится идея, которая окажется в состоянии объяснить многие до сих пор необъяснимые явления, а потому будет окончательно принята учеными. Новая научная идея - такая, например, как уже упоминавшаяся квантовая теория - влечет за собой, по мнению Томаса Куна, научную революцию. С точки же зрения синергетики, такая новая идея, объединяющая прежде разрозненные научные факты, является не чем иным, как параметром порядка. Этот параметр порядка, называемый в книге Куна "парадигмой", обладает всеми свойствами и характеристиками, присущими любому из известных синергетике параметров порядка. Он даже способен "подчинять" себе работы ученых, которые занимаются разработкой нового научного направления, развивают его в духе возникшей идеи, расширяют, углубляют и в конце концов доводят до состояния "нормальной" науки. И наоборот: благодаря работам этих ученых новая идея (или новая парадигма) распространяется все шире, чем и обеспечивается продолжение существования именно этого параметра порядка. Переход от одного состояния научного сознания к другому оказывается своего рода фазовым переходом. Новая идея, новый основополагающий принцип или новая парадигма приводят к возникновению нового стиля, нового порядка в мышлении.
Такого рода параметры порядка могут быть в некотором смысле привнесены в науку извне – например, в результате какого-либо открытия; однако они могут возникать и исчезать, подобно модам, в соответствии с общим духом времени. Едва ли можно отрицать тот факт, что во все времена существует теснейшая связь между научными воззрениями и другими сферами духовной жизни; не на пустом месте возникла и давняя глубокая полемика между религиозно-философскими рассуждениями и научным познанием.
Из синергетики нам известно, что параметр порядка подчиняет себе элементы системы; в рассматриваемом случае такими элементами оказываются отдельные ученые, и в науке действительно имеет место именно такой процесс подчинения. Отрасль научного знания как таковая может существовать только тогда, когда она получает признание если и не большинства, то хотя бы большого числа ученых. Научная дисциплина создает свой собственный язык, обзаводится собственной терминологией, общей для всех представителей этой дисциплины. Человек со стороны или ученый, занимающийся другой наукой, практически не в состоянии понять этого языка, будь то язык медицины, компьютерных наук или математики. Таким образом, наука самостабилизируется; идеи, положенные в основу этой науки, становятся настолько стабильными, что могут показаться даже застывшими догмами. Эти идеи отчасти бездумно перенимаются последующими поколениями, и это обстоятельство в значительной степени усложняет жизнь молодых ученых. Им удается с относительной легкостью публиковаться в научных журналах - но лишь до тех пор, пока их работы остаются в рамках общепринятых воззрений и ставших традиционными условностей. Гораздо сложнее опубликовать принципиально новую идею, лежащую за пределами традиционных представлений, и при этом еще найти сторонников этой идеи. Молодой ученый, таким образом, оказывается перед подлинной дилеммой: для того, чтобы выделиться, выдвинуться, показать себя и получить признание в научном мире, ему, вообще говоря, следует обзавестись своими собственными, отличными от традиционных, абсолютно новыми идеями и опубликовать их. Реферативная же система научных журналов, предусматривающая рецензию каждой из присланных в редакцию работ и последующее решение относительно публикации той или иной статьи, оказывается своего рода заслоном, преграждающим путь новым идеям, ведь рецензенты, как правило, принадлежат к "старой школе" мышления. Естественно, и здесь встречаются исключения, но все же в физике, к примеру, для того чтобы открыть путь в науку гениальным идеям Эйнштейна, потребовался гений самого Макса Планка.
Разумеется, проблема продвижения новых идей представлена мною здесь в несколько утрированном виде. Для того чтобы двигать вперед науку, колоссальные усилия необходимы и при ее нормальном, в отсутствие революционных идей, развитии; редкому ученому посчастливится наткнуться на действительно новую фундаментальную идею и посвятить свою жизнь продвижению этой идеи. Чаще всего события развиваются в полном согласии со сценарием, предусмотренным для других синергетических систем.
Наступают времена, готовые к принятию некоей идеи, и она, едва будучи выдвинутой, легко и быстро продвигается вперед. Момент времени, когда наука и общество "созревают" для того, чтобы принять новую идею, часто характеризуется еще и тем, что разные ученые одновременно и при этом независимо выдвигают похожие, а порой и совершенно совпадающие друг с другом идеи.
Хотя всегда находится несколько выдающихся ученых, добившихся особенно значительных результатов, наука все-таки остается коллективным предприятием. Научные достижения отдельных ученых передаются остальным, и через них позднее становятся достоянием студенческих и даже школьных учебников. И наоборот: ученый создает свой труд, опираясь на знания, добытые предыдущими поколениями. Такое положение делает науку как таковую предметом изучения для новой научной дисциплины - для социологии науки. Один из основателей этой дисциплины, Роберт Мертон, увлекательнейшим образом представляет мир социальных отношений в науке как с научной, так и с чисто человеческой точки зрения. Красной нитью через всю его книгу проходят два мотива: борьба ученых за приоритет и так называемый "эффект Матфея". При ближайшем рассмотрении, как уже было отмечено, выясняется, что открытие отнюдь не всегда есть плод трудов одного отдельного ученого. Часто случается так, что несколько ученых оспаривают друг у друга право считаться авторами некоего фундаментального открытия. Истории известны открытия, сделанные практически одновременно разными людьми. Это и дифференциально-интегральное исчисление, открытое почти в одно и то же время независимо друг от друга Ньютоном и Лейбницем; в биологии таким примером может быть случай Дарвина и Уоллеса, работавших над основополагающими принципами теории эволюции. Дарвин и Уоллес доброжелательно относились друг к другу, а вот Ньютон, скажем, вел против Лейбница ожесточенную борьбу, утверждая, что последний попросту украл у него идею нового способа исчисления. Однако все тот же Ньютон должен-таки был в конце концов признать, что термин "сила" первым использовал его соотечественник Роберт Гук.
В этой связи вновь вспоминается высказывание Ж.-Ж. Руссо.
Какая же сила движет учеными, и каким образом синергетика может помочь нам получить представление о происхождении научных знаний?
В деятельности ученого - как и любого другого человека - определенную роль играет, естественно, вопрос поддержания жизни. Однако решающее значение, по всей видимости, имеют все же иные мотивы, метко выраженные в эпиграфе к книге Гарриет Цукерман "Научная элита"2 . Выбранные в качестве эпиграфа строки принадлежат перу Симоны Вейль: "Наука сегодня должна искать источник вдохновения в чем-то высшем, нежели она сама, иначе ее ждет гибель. Для занятий наукой имеются, в сущности, три причины: во-первых, практическая полезность, во-вторых, игра, вроде шахмат, и в-третьих, путь к Богу. (Привлекательность шахмат, к слову, усиливается соревнованиями, призами и медалями)"
В наше время, вероятно, можно говорить уже не только о практической полезности научных знаний, но и о применимости их вообще. Об общественной значимости научных исследований написано так много, что на этой теме я лишь кратко остановлюсь в самом конце.
Последний пункт, "путь к Богу", также вполне понятен: это поиски истины, поиски того, "на чем держится мир".
Но что бы мог означать второй пункт, "игра в шахматы"? Это выражение представляет науку как интеллектуальный поединок за первенство в раскрытии очередной тайны, хранимой Природой, это борьба ученых между собой за радость, которая доступна только первооткрывателю, за признание в научном мире, воплощаемое, вероятно, и в премиях и медалях. Точно так же, как гроссмейстеры сражаются за первенство, ученые вступают в интеллектуальные споры, ведь борьба за признание в мире науки есть, в конечном счете, не что иное, как борьба за первенство, т.е. за приоритет. Кто первым сделал открытие? Кто первым опубликовал идею? И хотя в век "работы в команде" такая позиция часто выглядит абсурдной, мы не должны забывать и о том, что конкурентная борьба в науке становится все жестче и жестче. Здесь опять-таки применимы основные принципы синергетики. Ученых в мире очень много, но их научный потенциал и возможность открыть нечто действительно новое ограничены. Это и приводит к дальнейшему ужесточению конкурентной борьбы; в результате этой борьбы выживает "сильнейший", "лучший". Подобно тому, как "выживает" единственная лазерная волна, одерживая победу над другими волнами, в результате конкурентной борьбы в научном мире на самом верху остается только один победитель - одно имя или один труд. Именно это имя у всех на устах, именно этот труд снова и снова цитируется, проникая таким образом в сознание ученых, занимающихся исследованиями в данной области, а в конце концов, возможно, и в сознание людей, даже не принадлежащих научным кругам.
Поначалу это утверждение может показаться притянутым за уши - что, впрочем, лишь роднит его с другими идеями синергетики. И все же именно оно и было определено Робертом Мертоном как "эффект Матфея" и проиллюстрировано множеством примеров. В Новом Завете, в Евангелии от Матфея, говорится: "Ибо, кто имеет, тому дано будет и приумножится; а кто не имеет, у того отнимется и то, что имеет." Стоит только какому-то имени выделиться, как оно все чаще и чаще начинает упоминаться разными авторами и по разным причинам; это происходит до тех пор, пока оно в конце концов не останется единственным упоминаемым в этой связи именем. Эффект этот в значительной степени усиливается за счет премий, особенно если это премии известные. Ученых в мире много, а потому новые результаты часто бывают получены одновременно разными учеными независимо друг от друга. Однако если один из ученых будет награжден за это открытие премией, то велика вероятность того, что именно его будут в дальнейшем цитировать, и именно ему будут приписаны все последующие открытия в данной области - включая и те, к которым он не имел ни малейшего отношения. Следует заметить, что и деятельность комитетов, ответственных за присуждение тех или иных премий, тоже характеризуется определенной динамикой. Если среди лауреатов какой-либо премии имеется несколько представителей одного научного направления, то возникает тенденция, в соответствии с которой в дальнейшем премии будут присуждаться представителям именно этого направления - ведь награждение происходит по предложениям обладателей данной премии. Это, естественно, приводит к своего рода накоплению премий представителями определенных научных направлений или "школ".
Интересно, кстати, что ученые пытаются либо как-то противодействовать этому давлению конкуренции, либо же использовать его в собственных интересах. Для ученого, желающего добиться признания и известности, важно, чтобы результаты его исследований применялись и цитировались в работах других авторов. В США, например, издается обширный справочник, который называется "Индекс цитируемости"3
. Допустим, некто X опубликовал некогда научную работу. С помощью упомянутого справочника можно получить отсортированные в хронологическом порядке сведения о том, какие именно авторы, когда и сколько раз ссылались в своих трудах на данную работу, и таким образом подсчитать, насколько "цитируем" наш автор X. Разумеется, уважение к ученому определяется не одним лишь количеством ссылок на его труды. Возможен, к примеру, такой случай: некто X опубликовал работу, где важность поставленной проблемы неоспорима, а вот подход к ней или ее решение неверны; многие ученые, интересующиеся той же проблематикой, прочтя эту работу, опубликуют собственные уточнения и поправки к ней. На этом примере (а мы взяли крайний случай) становится ясно, что "Индекс цитируемости" может являться лишь косвенным указанием на то влияние, которое ученый оказывает на своих коллег. Впрочем, поговаривают, что некоторые американские фирмы и университеты при оплате труда сотрудников руководствуются данными "Индекса цитируемости", а те ученые, на работы которых коллеги ссылаются чаще, получают более высокую зарплату. Это вновь возвращает нас непосредственно к рассматриваемому вопросу о попытках ученых
10-09-2015, 21:20