Научный метод

Когда-то давно был человек, считавший, что он обладает великой идеей. Действительно, по мере того, как он думал об идее всё больше, он понимал, что это была не просто великая идея, а самая замечательная когда-либо существовавшая идея. Великая идея могла бы разгадать тайны Вселенной, вытеснить авторитет подверженных коррупции и ошибкам ведомств, предоставить почти магическую силу её обладателям, накормить голодных, вылечить больных, улучшить мир в целом и т.д., и т.п. Этим человеком был Френсис Бекон, его великой идеей был научный метод, и он был единственным фриком [2] в истории, утверждавшем о таких преимуществах для человечества, и оказавшимся совершенно правым.
— Элиезер Юдковский [1]

Научный метод — это эпистемологическая система, предназначенная для получения и развития знаний. Этот метод рассматривается как наилучший применительно к поиску полезных практических дополнений к человеческому знанию, и его применение привело к научно-техническим революциям, так как наибольшее развитие он получил в западном мире [3]. В ядре метода лежит идея о том, что истинная ценность гипотезы, теории либо концепции определяется её способностью осуществлять фальсифицируемые (опровержимые) предсказания, могущие быть проверенными сравнением с эмпирической реальностью. Этому моменту оппонируют взгляды иных школ познания, состоящие в том, что истина не может быть проверена, и она может быть принята либо отклонена посредством "мысли" либо альтернативных методов познания.

Из научного метода следует, что сверхъестественные существа и понятия, применяемые в разнообразных универсальных объяснениях, не могут быть включены в научную гипотезу (не только потому, что экземпляр бога не может быть помещён в пробирку). Следовательно, во время выполнения исследований учёный должен принимать позицию натуралистической методологии.

Люди, включая учёных,— это иррациональные и подверженные ошибкам гоминиды. Научный метод, таким образом, помогает этим крайне несовершенным существам устранить их предрассудки и получить полезные и достойные внимания результаты.

Принципы работы науки

Научный метод — это не простой и линейный процесс, и он лежит в основе трудностей исследования реального мира и практического применения. Однако, идея проверки гипотезы и совершенствования знаний, основываясь на наблюдениях, является постоянным предметом науки. [4]

Несмотря на недостаток простоты и линейности реальности, метод часто подаётся в виде этапов, которые помогают его понять. Следующие 5 шагов составляют суть научного метода:

1. Наблюдение — следует посмотреть на мир и найти в нём то, что представляется любопытным.

2. Формулировка гипотезы — предусматривает построение разумного объяснения.

3. Предсказание — способность к предсказаниям составляет наиболее важную часть гипотезы либо теории. Эти предсказания должны быть фальсифицируемыми и конкретными.

4. Эксперимент — предусматривает сравнение предсказаний с эмпирическим данными (обычно, экспериментальные данные, часто с математическим выкладками). Этот шаг является основанием того, почему гипотеза либо теория должна быть фальсифицируемой: если ни при каких результатах экспериментов нельзя доказать её ложность, то, в сущности, нельзя доказать и её истинность. Информация от этих предсказаний может использоваться для уточнения гипотезы.

5. Воспроизводимость — следует убедиться, что результат верно отображает реальность путём сопоставления его с другими результатами.

Проверка гипотез позволяет исправлять ошибки и даёт возможность строить более адекватные модели. Одним из примечательных примеров является развитие атомной теории — теории, описывающей "внешний вид" атомов. От модели "сливового пудинга" до модели Резерфорда, а затем до модели Бора и современной квантовой физики, понятие атома разрабатывалось поэтапно, поскольку каждая модель предоставляла проверяемые предсказания. Таким образом, теория была уточнена со временем по мере роста объема эмпирических данных. Поддержка гипотезы наблюдениями и экспериментами означает, что гипотеза является лучше (и более вероятной) гипотезы, не обладающей такой поддержкой. С другой стороны, данные, противоречащие гипотезе, делают её неверной, фальсифицируя её [5]. Этот метод является индуктивным, и его результаты могут также использоваться в дедуктивных размышлениях.

Все этапы, за исключением первых двух, не фигурируют в процессе построения таких псевдонаук как разумный замысел (в котором третий этап невозможен) и большинства примеров альтернативной медицины наподобие гомеопатии. Псевдонауки производят наблюдение мира и предлагают некоторые объяснения, но часто оказываются не в состоянии либо не обладают желанием производить последовательные проверки этих объяснений. Уточнение гипотез также оказывается нежелательным для псевдонаук, поскольку это может привести к ревизии центральной догмы верования; достаточно представить, в каком состоянии был бы сегодняшний технологический уровень, если бы учёные 20 века отказались бы модифицировать теорию строения атома после того, как были получены новые данные наблюдений. Тем не менее, поскольку наблюдения и объяснения также являются составной частью псевдонауки и могут быть поданы наукообразно, формулировки псевдонаук может ошибочно впечатлять научным авторитетом.

Галилео Галилей и Френсис Бекон были среди первых учёных, кому удалось использовать научный метод в современном западном мире, позаимствовав идеи из Древней Греции, согласно которым рационализм обладает приоритетом перед эмпиризмом. До этого научный метод широко использовался во время "исламского золотого века", продолжавшегося между 7 и 12 веками, и арабская наука даже создала систему предварительного рецензирования. Затем арабская наука вошла в процесс устойчивого спада, поскольку мысль исламского мира всецело погрузилась в ортодоксальную и фундаменталистскую теологию. Научный метод не всегда принимался в период его развития, и работа Игнаца Филиппа Земмельвайса предоставляет наглядный пример того, что происходит, когда игнорируются метод либо заключения на его основании.

Скептицизм

Научный скептицизм является критически важным компонентом научного процесса, гарантируя, что никакая новая гипотеза не может рассматриваться в качестве теории, пока в её пользу в достаточном объёме не будут предоставлены данные наблюдений, при условии, что другим учёным будет предоставлено время развенчать её. И даже в этом случае вся наука рассматривается как "хорошо работающая модель" и "лучшее имеющееся объяснение на данный момент". Ни одна научная идея никогда не рассматривалась в качестве "окончательного слова"[6] (в отличии от того, что можно наблюдать в догматических взглядах наподобие религии). Всегда предполагается, что текущая теория может быть опровергнута, что означает необходимость скептического взгляда на науку.

Философские основания

Наука далека от того, чтобы быть идеальным инструментом познания. Но она лучшее, что у нас есть.
— Карл Саган. Мир полный демонов: наука, как свеча во тьме

Философия науки восходит к Древней Греции, но в своей современной форме она формулируется в работах Карла Поппера и Томаса Куна. Поппер подал современную формулировку фальсифицируемости в отношении идеи, для "научности" которой необходимо, чтобы существовал эксперимент (хотя бы мысленный), на основании результатов которого можно было бы объявить её ложной. Кун описал динамику научного развития, прибегая к понятиям научной революции и смены парадигмы для описания того, каким образом набор старых основополагающих идей может оказаться замещённым новыми основополагающими идеями. Резюме: люди — это люди, и они, обыкновенно, не склонны мыслить научно, и для получения научных результатов им необходимо пойти на некоторые уступки в своём обыденном мышлении, обучившись научному мышлению.

Имеются иные школы "критики науки", рассматривающие науку критически с экономических позиций, либо концентрирующие внимание на научном языке (лингвистические подходы анализа науки), но они носят более академический характер и их критика в меньшей мере попадает к сути дела.

Проблема солипсизма

Согласно солипсизму, имеется лишь единственное суждение, в котором можно быть совершенно уверенным — т.е., единственное суждение, которое может быть окончательно доказанным без каких-либо предварительных предположений,— что мы чувствуем, значит мы существуем, по крайней мере, в некотором смысле. Научный метод требует определённых априорных эпистемологических и метафизических предположений, чтобы хотя бы "взять старт". Например, он исключает случаи "мозга в бочке" и "творения последнего четверга". Если попасть в один из кошмаров Декарта, в котором можно быть уверенным лишь в собственном существовании, и в котором необходимо отрицать всё остальное, тогда наука оказалась бы совершенно бессильной.

С целью продемонстрировать то состояние вещей, что научный метод является лучшим источником знаний, необходимо принять во внимание две важные аксиомы. Первая состоит в том, что "некоторые идеи более ошибочны, чем другие", и вторая — в том, что "наш чувственный опыт неким образом связан с некоторого рода внешней реальностью". Конкретнее, научный метод предполагает верность этих аксиом, поскольку нет доступных оснований либо данных утверждать обратное. Эти основания отчасти являют собой замкнутый круг, но они приводят к внутренней согласованности науки. Если согласиться с солиптическими предположениями о характере реальности, научный метод тотчас же выпадает как путь к знаниям.

Неверное использование научного метода

Псевдоучёные открыли очевидный способ неверного использования научного метода.

Его типичная схема такова:

1. Выбор убеждения, верность которого требуется доказать.

2. Осуществление новых наблюдений и экспериментов, запись результатов.

3. Изобретение некоторого способа подведения выбранного убеждения под полученные результаты.

4. Формулировка (ошибочного) утверждения о том, что выбранное убеждение предсказывает некоторые результаты, и что наблюдения/эксперименты оправдали имевшиеся ожидания.

К этой схеме прибегали сторонники разумного замысла.

Следует отметить, что такой подход применяется не только псевдоучёными, наподобие тех, кто желает придать научный статус разумному замыслу, но также является ошибкой, совершаемой "истинными" учёными, если они чрезмерно фокусируются на поиске подтверждающих данных для своей гипотезы (своей "веры"), вместо концентрации вокруг поиска также и данных, могущих её опровергнуть; либо на поиске данных, опровергающих конкурирующую гипотезу.

Примечания:

1. Resist the Happy Death Spiral

2. Англ.: crackpot.

3. Этот метод применялся также и прочими цивилизациями, например, во времена Исламского золотого века между 8 и 13 веками на среднем востоке, где Джабир ибн Хайян разрабатывал экспериментальные методы в химии.

4. Robinson, W. R. "The Inquiry Wheel, An Alternative to the Scientific Method." J. Chem. Ed. 2004(81): 791-2.

5. Такое действие научного метода следует из математики Байеса.

6. Исключение здесь составляет математика и, более общо, формальные системы, в которых истинное положение вещей в рамках данных предположений может быть установлено окончательно.

Дополнительные материалы по теме:

Язев С.А. Что такое научный метод — Элементы большой науки. (публикация на КОНТе: https://cont.ws/@fenol/364483)

Научные приемы Ф.Бэкона. Видео-лекция:

Более детальная информация (со ссылками) присутствует в источнике.

Источник: http://ru.rationalwiki.org/wik...

Спасибо за внимание!