Научное познание – это процесс постоянной трансформации и совершенствования нашей концепции мира, избирательной, но постоянной критики предположений и убеждений, на которых она основана, внесения изменений, которые сделают эту концепцию более эффективной.

Научное мышление исследует и преобразует мир. Оно предлагает нам все новые представления о мире. Оно учит нас, как и в каких терминах думать о нем. Наука – это непрерывный поиск наилучшего способа восприятия и осмысления мира. Она являет собой, прежде всего, постоянное исследование новых форм мышления.

Задолго до того, как стать технической, наука была провидческой. Гиппарх не смог бы разработать свою математику без Анаксимандра, который ничего о математике не знал. Бесконечная Вселенная Джордано Бруно проложила путь Галилею и Хабблу. Эйнштейн задался вопросом, как выглядел бы мир для наблюдателя, который сидит на луче света, а в книге для широкой публики рассказал, что видит искривленное пространство-время как гигантского моллюска. Наука сначала фантазирует о новых мирах, а затем внезапно осознает, что некоторые из этих фантазий описывают реальность более эффективно, чем наши предвзятые мнения. Этот процесс переосмысления мира непрерывен.

Величайшие концептуальные революции – Анаксимандра, Дарвина, Эйнштейна – это лишь наиболее яркие примеры. Но современный способ мышления о мире, способ организации наших мыслей о нем отличается от того, что был у вавилонянина три тысячи лет назад. Произошло глубинное изменение, которое стало результатом медленного накопления знаний, обусловленного множеством больших и малых перемен. Некоторые новые знания хорошо усвоены: мы больше не танцуем, чтобы вызвать дождь. Некоторые – лишь частично: мы знаем, что Вселенная существует уже четырнадцать миллиардов лет, на протяжении которых стремительно расширяется, но не все принимают эту идею. Есть и такие, упрямые и озлобленные, кто верит, что ей всего шесть тысяч лет. Существует и такое знание, которое признано научным сообществом, но еще не получило должного распространения. В частности, структура пространства-времени, обнаруженная благодаря теории относительности Эйнштейна, и природа материи, выявленная с помощью квантовой механики, показывают мир, кардинально отличающийся от того, к которому мы привыкли. Потребуется время, чтобы все привыкли к этим изменениям, так же как потребовалось два столетия, чтобы коперниканская революция проникла в сознание каждого. Но мир всегда менялся и продолжает меняться прямо вокруг нас – постепенно, по мере того как мы постигаем все более и более широкие его аспекты. Провидческая сила науки заключается в ее способности заглядывать дальше, разрушать предвзятые мнения и открывать новые грани реальности.

Это приключение зиждется на всей полноте накопленных нами знаний, но его душа – вечное изменение. Суть научного познания заключается в способности не цепляться за определенности и принятое мировоззрение, а быть готовым при необходимости неоднократно менять его в свете наших знаний, наблюдений, дискуссий, различных идей и критики. Природа научного мышления – критическая и бунтарская. Она не терпит априорных выводов, благоговения перед чем-либо и непреложных истин.

Главная мысль Карла Поппера, великого философа науки, состоит в том, что наука – это не набор проверяемых суждений, а совокупность теорий, которые в лучшем случае могут быть лишь полностью фальсифицированы. Поппер понимал, что напрямую проверить научное знание нельзя, несмотря на ожидания позитивистов. Напротив, оно основано на теоретических построениях, которые могут быть опровергнуты эмпирическими наблюдениями. Мы считаем истинной ту теорию, которая обеспечивает предсказания, подкрепляемые в силу того, что они не были опровергнуты («фальсифицированы») реальностью. Это не гарантирует, что рано или поздно противоречия между теорией и реальностью не вскроются. Если такое произойдет, ученый примется за поиски более совершенной теории. Итак, научное знание по своей сути является глобальным, но непостоянным – оно непрерывно эволюционирует.

Эволюционную природу научного знания подробно исследовал Томас Кун[45]. Для Куна научная теория – это концептуальная схема, парадигма, для описания серии явлений. В рамках этой парадигмы мы можем объяснить экспериментальные данные, отталкиваясь от наблюдений за миром, точно сформулировать проблемы и работать над их решением. Парадигмы могут впасть в кризис, если они фальсифицируются опытом, то есть если в ходе эксперимента мы понимаем, что события развиваются не так, как предсказывает теория. Но в большинстве случаев парадигмы переживают кризис по причине накопления эмпирических данных, которые в рамках этих парадигм не удается точно и аккуратно описать.

При возникновении такого кризиса может появиться альтернативная теория, которая лучше описывает данные и явления. Новая теория может свергнуть старую и занять ее место. При этом может возникнуть сильный диссонанс между концептуальными структурами старой и новой теорий. В некоторых аспектах они могут не согласовываться друг с другом. Кун пишет, что наука колеблется между «нормальными» периодами, когда ученые пытаются решать проблемы, используя одну доминирующую теорию, и периодами «научной революции», когда общая парадигма отбрасывается и явления заново интерпретируются в рамках новой концептуальной схемы.

Такое понимание науки получило развитие в нескольких направлениях. Было замечено, что научные исследования всегда выстраиваются в рамках различных школ, конкурирующих между собой. Школы чаще всего исчезают из-за стагнации, когда нарастающие трудности заставляют исследователей переходить к более продуктивным исследовательским программам. Крупные смены парадигм и революции с этой точки зрения менее важны. Другие авторы отмечают огромное методологическое многообразие научного процесса и подчеркивают, что любая попытка охватить всю его сложную эволюцию в рамках единой логики, как это делали Кун или Поппер, скорее мешает пониманию, чем помогает.

Эти философские исследования прояснили многие аспекты реальной научной работы. Тем не менее, как ученый, оказавшийся втянутым в это великое приключение, я чувствую, что некоторые ключевые моменты упущены.

Прежде всего, здесь не хватает понимания сложных связей, во-первых, между самими научными теориями и, во-вторых, между научными теориями и всей совокупностью наших знаний о мире. В упомянутых выше моделях развития науки теории предстают как независимые, изолированные структуры, которые можно собирать, использовать, отбрасывать, заменять и проверять одну за другой. Так, словно мы обладаем фиксированной и надежной концептуальной структурой, дарованной нам разумом, здравым смыслом или «очевидными» предположениями о Вселенной, а эта структура позволяет нам отсеивать различные научные теории одну за другой.

Эта модель науки слишком радикальна в отношении абстрактных вопросов и слишком консервативна в отношении конкретных. Она радикальна, поскольку, видимо, предполагает, что каждая новая теория рождается как tabula rasa. Она консервативна, поскольку не признает, что наши самые незыблемые структуры мышления сами по себе случайны. Принимая их за абсолют, эта модель невольно подкрепляет их, что противоречит революционной природе научной мысли.

Новая научная теория никогда не является