Блеск и нищета чисто эмпирического подхода

Вся интеллектуальная динамика напоминает движение маятников в ментальном пространстве, колебания между крайностями, а затем попадание в более узкую колею диапазона умозаключений. Поэтому битва книг продолжалась как колебания между авторитетом и эмпирическим подходом, со временем ситуация стабилизировалась, и сегодня мы (надеюсь) признаем важность и данных, и теории. Именно Галилей первым открыл этот принцип маятника, поэтому в моем выборе здесь этой метафоры есть доля иронии. Какую бы роль ни играли его эмпирические открытия в опровержении авторитетных догм былых столетий, когда речь зашла о наблюдениях за планетой Сатурн, Галилей стал жертвой собственных когнитивных ограничений и воображения.

Понаблюдав в крошечный телескоп за Сатурном, самой удаленной на тот момент планетой из числа известных, Галилей писал своему коллеге, астроному Иоганну Кеплеру: «Altissimum planetam tergeminum observavi» – «Самую дальнюю планету я наблюдал тройной». Затем он объяснил, что имел в виду: «То есть к моему великому изумлению Сатурн показался мне не единой звездой, а тремя сразу, почти соприкасающимися друг с другом». Он видел Сатурн не как планету с кольцами, какой мы видим ее сегодня даже в самые маленькие домашние телескопы, а как одну большую сферу, окруженную двумя маленькими сферами, чем объяснялась ее вытянутая форма.

Почему же Галилей, поборник наблюдений и индукции, совершил эту ошибку? Восхваляя эмпирический подход как обязательное условие науки, нам следует признать его ограничительные эффекты. Ошибка Галилея поучительна в том, что касается представлений о взаимодействии данных и теории, а когда речь шла о Сатурне, у Галилея не было ни того, ни другого. Данные: Сатурн находится в два раза дальше, чем Юпитер, поэтому те немногие фотоны света, которые проникали сквозь мутноватое стекло маленького телескопа, в лучшем случае затрудняли изучение колец. Теория: теории планетарных колец не существовало. Именно в случае сочетания несуществующей теории с неясными данными сила убеждения находится в зените, разум сам заполняет пробелы. Подобно Колумбу до него, Галилей сошел в могилу убежденный не в том, что на самом деле видели его глаза, а в том, что он видел согласно подсказкам его модели мира. В буквальном смысле слова перед нами случай «я не увидел бы этого, если бы не верил в него».

Галилей не мог «увидеть» кольца Сатурна ни непосредственно, ни теоретически, но определенно что‑то видел, в этом и заключается проблема. Altissimum planetam tergeminum observavi. Как отмечал гарвардский специалист по теории эволюции и истории науки Стивен Джей Гулд в своих проницательных комментариях о наблюдениях Галилея за Сатурном, «он не отстаивает свое решение, утверждая «я полагаю», «согласно моей гипотезе», «по‑видимому» или «мне кажется, наилучшим истолкованием будет…» Вместо этого он дерзко пишет «observavi» – «я наблюдал». Ни одно другое слово не передало бы с той же лаконичностью и точностью важную перемену в концепции и методе (не говоря уже об этической оценке), которой ознаменовался переход к науке, называемой нами «современной».[353]

Галилей часто возвращался к наблюдениям за Сатурном, и хотя так и не увидел то же самое зрелище во второй раз, он непреклонно придерживался своих изначальных наблюдений и выводов. В 1613 году в своей книге о пятнах на Солнце Галилей писал: «Я решил не размещать вокруг Сатурна ничего, кроме того, что я уже наблюдал и открыл, то есть двух маленьких звезд, касающихся его с востока и с запада». В ответ на возражение коллеги‑астронома, предположившего, что речь может идти об одном удлиненном предмете, а не о трех сферах, Галилей похвалился своими превосходными навыками наблюдателя за «формой и различиями между тремя недостаточно хорошо видными звездами. Я наблюдал их тысячи раз в различные периоды с помощью совершенного прибора и смею вас уверить, что никаких изменений в них не произошло».

Однако в следующий раз, направив свой телескоп на Сатурн перед самой публикацией собственной книги о пятнах на Солнце, Галилей увидел нечто совершенно иное.

Но в последние несколько дней я вернулся к нему и обнаружил его одиночным, без ранее окружавших звезд, и таким же идеально круглым и четко очерченным, как Юпитер. Так что же можно сказать об этой удивительной метаморфозе?.. В самом ли деле это была иллюзия, и линзы моего телескопа так долго обманывали меня – и не только меня, но и многих других, кто вел наблюдения вместе со мной?.. Не могу сказать ничего определенного о столь удивительном и неожиданном событии; оно еще слишком свежо, является единственным в своем роде, и меня сковывают собственная несостоятельность и боязнь ошибиться.[354]

Рис. 16. Сатурн Галилея как «свидетельство, образ, рисунок, графическое изображение, слово, существительное».

Страница из книги Галилея о пятнах на Солнце (1613 год), в которой он возвращается к загадке Сатурна и снова приходит к выводу, что с самого начала был прав и что Сатурн действительно состоит из трех частей. Источник: Galileo Galilei, Istoria e dimonstrazioni intorno alle macchie solari, Rome, 1613, с. 25. Воспроизведена в Эдвард Тафти, «Прекрасное свидетельство» (Edward Tufte, Beautiful Evidence, Cheshire, Conn.: Graphics Press, 2006), с. 49.

Тем не менее в своей книге Галилей заключил: несмотря на новые данные, его первоначальная теория увиденного верна. Почему? Ответ можно обнаружить в визуальном представлении этих данных.

Выдающийся специалист по визуальному представлению количественной информации Эдвард Тафти отмечает в своей книге 2006 года «Прекрасное свидетельство» (Beautiful Evidence), приводя страницу из труда Галилея, опубликованного в 1613 году и посвященного пятнам на Солнце (рис. 16), что «Галилей сообщил о своем открытии необычной формы Сатурна, воспользовавшись 2 визуальными существительными, сравнивающими четкое и мутное изображение, видимое в телескоп. В труде Галилея «Письма о солнечных пятнах» (Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari, 1613) слова и изображения в сочетании становятся скорее просто свидетельством, чем разными видами свидетельств». Перевод текста на рис. 16, сопровождаемый двумя крошечными изображениями Сатурна, гласит: «Форма Сатурна такова * при отличной видимости и совершенных приборах, но выглядит такой ** при видимости и приборах, далеких от идеала; форму и различия трех звезд трудно разглядеть». Тафти называет эту фразу «лучшим из существующих аналитических методов», поскольку в ней представлен «Сатурн как свидетельство, образ, рисунок, графическое изображение, слово, существительное».[355]Несмотря на сравнительно недавние наблюдения, в ходе которых «три звезды» стали «одиночным» Сатурном и «таким же идеально круглым и четко очерченным, как Юпитер», образ, рисунок, графическое изображение, слово и существительное Галилея остались неизменными, свидетельствуя о правильности его первоначальных наблюдений. Галилей так и не отказался полностью от своих первых определенных выводов.

Решение задачи Сатурна так же наглядно иллюстрирует диалог о данных и теории в повествовании веры. Лишь в 1659 году, через полвека после наблюдений Галилея, голландский астроном Христиан Гюйгенс опубликовал это решение в своем великом труде «Устройство Сатурна» (Systema Saturnium) – одном из лучших образцов наглядного представления и данных, и теории в истории науки. На рис. 17 мы видим тринадцать гипотез строения Сатурна, предложенных астрономами с 1610 года (Галилей) по 1650 год (Фонтана и другие). Все они ошибочны.

К нашему дуэту данных и теории нам следует добавить представление данных и теории. Во многих отношениях именно благодаря подаче материала удается понять, как рождаются, укрепляются и меняются убеждения, поскольку люди ориентированы на зрительные впечатления точно так же, как приматы, жизнь которых в лесной чаще зависела от представлений о трехмерности. Триада «данные‑теория‑представление» превосходно показана на рис. 18, на котором Гюйгенс берет двухмерные изображения Сатурна, превращает их в объемные и приводит в движение вокруг Солнца. Эта великолепная презентация и данных, и теории содержит теорию Коперника, согласно которой в центре Солнечной системы находится не Земля, как в космологии Птолемея, а Солнце, первый закон Кеплера, согласно которому планетарные орбиты не круговые, как в космологии Аристотеля, а эллиптические, и третий закон Кеплера, согласно которому более приближенные к Солнцу планеты обращаются вокруг него быстрее более удаленных.

Рис. 17. Собрание ошибок, составленное Христианом Гюйгенсом

Голландский астроном Христиан Гюйгенс разгадал загадку Сатурна в своем труде 1696 года «Устройство Сатурна», где привел наглядную коллекцию из тринадцати наиболее известных теорий строения Сатурна, в том числе следующих авторов: I – Галилей, 1610 год; II – Шейнер, 1614 год; III – Риччоли, 1643 или 1648 год; IV–VII – Гевелий, в теоретической форме; VIII–IX – Риччоли, 1648–1650 годы; Х – Дивини, 1646–1648 годы; XI – Фонтана, 1636 год; XII – Бьянкани, 1616 год; Гассенди, 1638, 1639 годы; XIII – Фонтана и др., 1644, 1645 годы. Обратите внимание на первое изображение Сатурна, которое наблюдал Галилей и сделал вывод: «Я наблюдал тройной самую удаленную планету». Источник: Христиан Гюйгенс, «Устройство Сатурна» (Christiann Huygens, Systema Saturnium, The Hague, 1659), раскладка на с. 34–35; воспроизведено Эдвардом Тафти в «Наглядных объяснениях» (Edward Tufte, Visual Explanations, Cheshire, Conn.: Graphics Press, 1997), с. 107.

Здесь мы видим систему Солнце‑Земля‑Сатурн сверху, с архимедовой точки за пределами Солнечной системы, обеспечивающей новую перспективу, причем Сатурн приведен в движение по его орбите, по которой он обращается вокруг Солнца немыслимо медленно, делая один оборот за 29,5 земных лет. Между положениями каждого из 32 Сатурнов на этой схеме проходит примерно 1,8 земных лет. Схема призвана продемонстрировать, что наблюдатели, находящиеся на Земле, по‑разному видят Сатурн в различные моменты земного года. Этим объясняется, почему на протяжении полувека так много зорких астрономов видели столько разных Сатурнов, в том числе совсем без колец. Два раза за год Сатурна кольца представляются находящимся на Земле наблюдателям как грани. Эдвард Тафти красноречиво описывает эффект этого наглядного объяснения: «Гюйгенс предлагает ряд неподвижных изображений, описывающих движение. Для восприятия отдельных пространственных изображений непрерывной временной деятельности зрителям приходится заниматься интерполяцией, заполнять пробелы между рисунками. Этот образный и оригинальный рисунок – классический, эталонный образец метода представления информации».[356]

Рис. 18. Сатурн в трехмерном виде и в движении

Здесь превосходно показана триада «данные‑теория‑представление», для которой Гюйгенс берет двухмерные изображения Сатурна, представленные на рис. 17, превращает их в объемные и приводит в движение вокруг Солнца. Эта великолепная презентация и данных, и теории содержит теорию Коперника, согласно которой в центре Солнечной системы находится не Земля, как в космологии Птолемея, а Солнце, первый закон Кеплера, согласно которому планетарные орбиты не круговые, как в космологии Аристотеля, а эллиптические, и третий закон Кеплера, согласно которому более приближенные к Солнцу планеты обращаются вокруг него быстрее более удаленных. Источник: Христиан Гюйгенс, «Устройство Сатурна» (Christiann Huygens, Systema Saturnium, The Hague, 1659), с. 55; воспроизведено Эдвардом Тафти в «Наглядных объяснениях» (Edward Tufte, Visual Explanations, Cheshire, Conn.: Graphics Press, 1997), с. 108.

История изучения Сатурна демонстрирует блеск и нищету чисто эмпирического подхода.

Загадка Сатурна и ее окончательное разрешение демонстрируют взаимосвязь между данными, теорией и представлением, между индукцией, дедукцией и коммуникацией, между тем, что мы видим, тем, что мы думаем, и тем, что мы говорим. Мы не в состоянии обособить эти три компонента, так как разум привлекает их все к получению знаний, на основании которых мы действуем в этом мире. История изучения Сатурна демонстрирует, по словам выдающегося оратора Стивена Джея Гулда, «блеск и нищету чисто эмпирического подхода». Каким образом? Ответ Гулда – один из наиболее красноречивых, какие когда‑либо были даны по этому спорному вопросу:

Сама мысль о том, что наблюдение может быть чистым и ничем не подпорченным (и следовательно, не подлежащим сомнениям) и что великие ученые по определению являются людьми, способными избавить свой разум от ограничений культуры, в условиях которой они живут, и делать выводы строго на основании беспрепятственно проведенных экспериментов и наблюдений в сочетании с четкими и всеобъемлющими логическими рассуждениями, зачастую вредила науке, превращая эмпирический подход в шибболет. Ирония этой ситуации для меня – мука при мысли о недостигнутом (хоть и невозможном) идеале, и в то же время насмешливое удивление при виде человеческих слабостей, поскольку метод, разработанный, чтобы подорвать авторитет как доказательство, в свою очередь сам становится разновидностью догмы. Таким образом, хотя бы только для того, чтобы отдать должное прописной истине, согласно которой свобода требует неусыпной бдительности, нам следует действовать подобно сторожевым псам, чтобы развенчать авторитарную форму эмпирического мифа и вновь выдвинуть сугубо человеческую мысль, согласно которой ученые способны работать лишь в пределах их социального и психологического контекста. Это утверждение не обесценивает институт науки, а скорее, обогащает наш взгляд на величайшую диалектику в истории человечества: преображение общества посредством научного прогресса, способного возникнуть только в среде, созданной, ограниченной и стимулируемой обществом.[357]

* * *

В 20‑х годах ХХ века, через четыре столетия после того, как Галилей изменил географию представлений о мире и его непосредственном космическом окружении, космологическая среда, ее данные, теория и представление образовали новый паттерн, полностью преобразивший наши взгляды на космос и наше место в нем. Каким бы дерзким разрушителем паттернов ни был Галилей, он вряд ли сумел бы вообразить, какими немыслимо обширными и пустыми окажутся небеса. История открытия, описания, сомнений, споров и наконец подтверждения правильности этого нового паттерна послужит нам последним примером того, как действует наука, вынося решения, касающиеся споров о противоречивых паттернах, а также покажет, как мы можем избежать ловушки, которую готовит нам верообусловленный реализм, когда мы не пользуемся инструментарием науки.

Date: 2016-02-19; view: 343; Нарушение авторских прав