Майкл Стревенс
Машина знаний. Как неразумные идеи создали современную науку
Глава 3. Существенная субъективность науки
Логика научного рассуждения по самой своей природе субъективна
Присяжным потребовалось немногим больше часа, чтобы признать Тодда Уиллингема виновным в поджоге, в результате которого погибли три его дочери. Доказательства были неопровержимыми. Специалист по поджогам показал, что особенности пожара ярко свидетельствуют о наличии горючей жидкости, наподобие бензина, которую разлили по всему дому, начиная от внутренних помещений и заканчивая крыльцом. Подозрительное пятно на крыльце действительно оказалось жидкостью для розжига. Свидетели – соседи и начальник пожарной охраны – показали, что Уиллингем казался странно невозмутимым, наблюдая за полыхающим домом. А заключенный, отправленный в тюрьму вместе с Уиллингемом после его ареста, показал, что обвиняемый сознался в преступлении, заявив, что он взял «какую-то жидкость для розжига, разбрызгал [ее] по стенам и полу и поджег». В августе 1992 года, через восемь месяцев после пожара, судья Техаса приговорил Уиллингема к смертной казни.
Десять лет спустя, когда Уиллингем томился в камере смертников, ситуация стала казаться куда менее однозначной. Сочувствующая посетительница тюрьмы, Элизабет Гилберт, обнаружила определенные несоответствия в показаниях наблюдателей: их интерпретация поведения Уиллингема во время пожара значительно изменилась в худшую сторону после того, как они узнали, что его обвиняют в убийстве, – это хорошо известное когнитивное искажение. Примерно в то же время заключенный, который утверждал, что получил спонтанное признание Уиллингема, подал ходатайство об отказе от показаний. И, возможно, наиболее важно то, что значительно возросшее понимание динамики домашних пожаров показало, что то, что во время судебного разбирательства было признано несомненными признаками поджога, легко могло быть не более чем несчастным стечением обстоятельств. Жидкость для розжига на крыльце? Вполне возможно, что она осталась после барбекю, которое семья устроила незадолго до происшествия.
Никто никогда не узнает, убил ли Тодд Уиллингем своих дочерей. Он был казнен в 2004 году. В 1991 году те, кто участвовал в деле против него – пожарные, соседи, начальник пожарной охраны, прокурор, – взяли на себя обязательства честно и беспристрастно рассмотреть дело. Но многие сейчас считают, что в штате Техас был казнен невиновный человек.
Система уголовного правосудия стремится раскрыть правду. Однако даже когда она работает должным образом, интерпретация доказательств может зависеть от того, надежен ли свидетель или верна ли гипотеза – например, предположения следователей об использовании горючих веществ. И в тот момент, когда это наиболее важно, может не быть объективных оснований для того, чтобы дать ответы на поставленные вопросы. Информация неполна, однако решение должно быть принято незамедлительно. У присяжных нет иного выбора, кроме как опираться на то, что кажется им наиболее правдоподобным. Гораздо позже может выясниться, что свидетель не заслуживает доверия или что гипотеза была ложной. Не имея релевантных способов прозревать истину, присяжные используют ту информацию, которая у них есть.
Точно так же обстоит дело и в науке. Иногда это инструмент измерения – свидетель, если хотите, – от которого зависит решение. Иногда это теория как таковая. Ученые, стремящиеся разобраться в доказательствах, не могут быть нейтральными. Они должны определить, правдивы ли показания их инструментов, верны ли теоретические предположения. Им больше нечем руководствоваться, и они должны следовать тому, что кажется правильным им. Они должны прибегать к сколь угодно обоснованным, но все же догадкам, и это делает научное рассуждение неизбежно субъективным.
Вспомните 1919 год и эксперимент Эддингтона. Предположение, положенное в основу экспедиции по наблюдению затмения было простым. Если бы прав был Эйнштейн, то свет звезд, близких к Солнцу, преломлялся бы в два раза сильнее, чем если бы был прав Ньютон. Просто измерьте степень преломления, и вы увидите, какая из двух теорий верна.
В Бразилии два члена команды Эддингтона использовали астрографический телескоп и сделали 18 фотографий затмения. Результаты этих фотографий показаны на рисунке 2.3, где (как вы помните) наблюдения сведены к единственному числу в правом нижнем углу, показывающему общую степень искривления: почти идеальные ньютоновские 0,86 угловой секунды. Однако Эддингтон защищал теорию Эйнштейна, и вследствие этого отверг фотографии, сделанные астрографическим телескопом.
Может показаться, что он нарушил методологическую заповедь, провозглашаемую Поппером, заповедь о том, что если прогнозы, сделанные на основании предложенной теории, получили однозначное опровержение, то должна быть отвергнута и сама теория. Но это не соответствует действительности. Как мы можем заметить, Эддингтон не нарушил никаких правил, принижая бразильские данные. Даже самый недобросовестный ученый не смог бы здесь ничего нарушить, потому что, как правильно заметили Бруно Латур и Стив Вулгар, здесь вовсе не существует подобных правил. Кроме того, тут имеет место не только социологический факт, но и практическое проявление философской концепции. Даже самые согласованные попытки сформулировать такие общие для любого научного исследования правила, как принцип фальсификации Поппера, систематически терпят неудачу по совершенно объективным причинам, и в итоге интерпретация доказательств учеными не подвергается никаким ограничениям.
Чтобы понять причину, взгляните повнимательнее на доводы, которыми Эддингтон объяснял, почему он проигнорировал данные с астрографического телескопа. Он утверждал (что произвольно, само по себе сомнительно, но вполне допустимо), что в работу телескопа закралась некая ошибка, в результате чего он систематически занижал данные о гравитационном изгибе. Хотя у Эддингтона и не было прямых доказательств его тезиса, тем не менее такая «заниженная оценка» действительно могла иметь место, причем сразу по нескольким причинам.
Вы не можете просто посмотреть в телескоп и увидеть преломление света: для этого вам нужно сфотографировать видимое положение звезд рядом с солнечным диском в момент затмения и впоследствии сравнить их с той же группой звезд, когда они находятся далеко от Солнца. Степень искривления выявляют по разнице положений на снимках. Эта разница крайне невелика: измеренное гравитационное отклонение в 0,86 угловой секунды равно 0,0002 градуса, что соответствует смещению положения всего на 1/60 миллиметра, которое и зафиксировано на бразильских астрографических пластинах. При этом все, что может хоть как-то повлиять на измерения, приведет к критической ошибке в расчете угла гравитационного искривления.
Таких препятствий при проведении эксперимента было достаточно много, ведь настройка телескопа в Бразилии оказалась довольно сложной. На рисунке 3.1 вы видите астрографический телескоп в Гринвичской обсерватории в Англии. Он прикреплен к тяжелому, тщательно спроектированному штативу, которое позволяет наблюдать за любой точкой небесного свода. У Эддингтона не было такого крепления. В Бразилии телескопы были уложены горизонтально и направлены на горизонт (рис. 3.2). Внешнее зеркало каждого телескопа отражало свет от цели в небе вниз по стволу телескопа.
Рисунок 3.1. 13-дюймовый астрографический телескоп Королевской Гринвичской обсерватории, основные оптические элементы которого были доставлены в Бразилию и собраны заново для проведения эксперимента
Рисунок 3.2. Установка телескопов экспедицией Эддингтона в Бразилии. Астрографический телескоп находится слева, 4-дюймовый – справа. Наружные зеркала на переднем плане, установлены на блоке
Эддингтон и его команда вцепились в недостатки собранного ими устройства, чтобы объяснить, почему измерения астрографического телескопа могли оказаться неточными. Они также предположили, что жар тропического солнца, освещавшего зеркало телескопа перед началом затмения, мог вызвать неравномерное расширение, которое исказило фотографические изображения. Зеркало, несомненно, было достаточно несовершенным, хотя ученые и нашли способ избежать более серьезных последствий этого несовершенства. Наконец, механизм, который удерживал зеркало, компенсируя вращение Земли, работал неравномерно. Таким образом вполне вероятной становится погрешность в 0,0007 дюйма, что соответствует ньютоновской, а не эйнштейновской гипотезе, даже если эта гипотеза не соответствует действительности.
«Эмпирический факт», представленный в правом нижнем углу рисунка 2.3, – угол гравитационного изгиба – это не наблюдаемая, но вычисляемая величина, число, таким образом, ее значение зависит от длинной цепочки предположений, ряд из которых легко могут оказаться ложными. Однако то же самое относится и к углу изгиба, измеренному с помощью 4-дюймового телескопа, расположенного рядом с астрографическим, зафиксировавшего те же искажения тех же лучей, но подтвердивший при этом конкурирующую гипотезу. Действительно, глядя на данные эксперимента мы можем увидеть, что в работе 4-дюймового телескопа также была допущена системная ошибка, поскольку на основании сделанных им фотографий был получен угол искривления значительно больший, чем допускала теория Эйнштейна. Эддингтон должен был сделать выбор. Сбросить со счетов данные астрографического телескопа или дюймового? Или объявить неудачным весь эксперимент? Он не располагал достаточным количеством информации, чтобы дать заведомо правильный ответ. Поэтому из возможных вариантов он выбрал наиболее симпатичный лично ему.
В ситуации Эддингтона не было ничего необычного. При интерпретации данных ученые часто имеют большое пространство для маневра и слишком редко – однозначное понимание того, какие действия объективно правильны, а какие нет.
Пространство для маневра существует не в последнюю очередь потому, что, как показывает эксперимент с затмением, теории сами по себе не предсказывают, какие данные будут получены в ходе эмпирического исследования. Чтобы вообще что-либо сказать о результате эксперимента – например, о положении пятен на фотопластинке, – теории должны поддерживаться другими постулатами, другими предположениями о надлежащем функционировании экспериментального оборудования, пригодности условий и многих других вещах.
Другими словами, теория, подобно средневековому рыцарю, никогда не сражается в одиночку, а скорее вступает в битву в компании свиты предположений. Именно эта конструкция в целом – то, что вы могли бы назвать теоретической когортой, – делает прогнозы и дает объяснения результатов экспериментов, измерений и других наблюдений. Теория привлекает все внимание. Но она не может вступить в бой с врагом без своего отряда латников.
Следовательно, если что-то идет не так, теорию можно спасти от опровержения, обвинив в ошибочности сопутствующие предположения – как это сделал Эддингтон, когда использовал логические доводы, а также свой немалый вес в обществе, чтобы объяснить получение данных, явно не соответствовавших выдвинутой гипотезе. Столкнувшись с ошибочным предсказанием, ученый должен решить, в каком случае следует принести в жертву сопутствующие предположения, чтобы спасти теорию, а когда пора признать, что сама теория потерпела неудачу.
Карл Поппер крайне серьезно отнесся к этой проблеме. У него не было выбора, поскольку подобные решения подрывали его центральную идею о том, что наука развивается, устраняя теории, которые делают ложные прогнозы. Если теорию можно оправдать всякий раз, когда что-то выглядит неправильным, обвинив сопутствующее предположение – например, заявив о неточности в работе измерительных приборов, – то как можно окончательно отказаться от теории?
Поппер допускал, что иногда позволительно обвинить подобное предположение ради спасения теории, но только при определенных условиях. Он требовал, чтобы новые предположения, сделанные в ходе такой защиты, сами по себе были фальсифицируемыми и чтобы их сторонники прилагали все усилия для их проверки. Этой рекомендации ученые часто и с удовольствием следуют. В конце 2011 года было обнаружено, что нейтрино, созданные в исследовательском центре ЦЕРН в Швейцарии, двигаются со скоростью, превышающей скорость света, – невероятный результат, невозможный в рамках теории относительности Эйнштейна. Однако вместо того, чтобы отвергнуть теорию относительности, подавляющее большинство физиков предположили, что с измерительным прибором что-то пошло не так. Но на этом дело не остановилось; спасая теорию от фальсификации, они последовали совету Поппера и приступили к проверке предположения, от которого зависела судьба теории. Тщательная проверка техники, использовавшейся в эксперименте, показала, что ученые не зря сомневались: одна деталь просто-напросто отвалилась.
Такая тщательная проверка не всегда возможна. Записывая свои результаты спустя несколько месяцев после затмения, Эддингтон никак не мог перепроверить, например, расширение зеркала под воздействием солнечного тепла в тот день. То же верно и для многих других сбоев в ходе проведения экспериментов: предполагаемые отклонения в ходе работы приборов часто носят временный характер, и впоследствии невозможно определить, действительно ли имели место некие аберрации, и если да, то в какой степени.
Поппер предложил другой способ борьбы с этими случаями: проводить эксперименты повторно, с большей тщательностью. Теоретически этот совет хорош, однако же и он далеко не всегда осуществим. Солнечные затмения достаточно редки сами по себе; затмение же 1919 года следует квалифицировать как редчайшее явление, поскольку Солнце в момент полного затмения находилось в центре поля относительно ярких звезд. Как отметил Эддингтон, рассказывая об эксперименте, это счастливое совпадение «не повторится в течение многих лет». Возможно, он и не отказался бы повторить свой эксперимент, но такой возможности у него попросту не было, поэтому Эддингтону пришлось принимать решение на основе имеющихся данных.
Действия Эддингтона были такими сумбурными не потому, что он пренебрегал правилами научного мышления, а потому, что сложности эмпирического исследования – точного измерения малых или сложно получаемых величин – означали, что у него не было однозначного алгоритма для интерпретации полученных данных. Даже настойчивые попытки великого методиста Карла Поппера сформулировать принципы, исходя из которых следует принимать решение о том, содержится ошибка в работе инструментов или же в самой гипотезе, не помогли. Иногда ученый, стремящийся интерпретировать значение эмпирических данных, подобно члену суда присяжных, столкнувшемуся с сомнительными показаниями, просто должен вынести суждение – личное, нерациональное и субъективное.
Эгоистичные решения Эддингтона и Пастера, как и этнографические исследования Латура, – все это указывало на крайнюю ограниченность методизма, показывая, что ученые, как знаменитые, так и малоизвестные, не следуют объективному алгоритму при оценке значимости своих аргументов. Более того: для ряда ситуаций и задач таких алгоритмов попросту не существует. Даже если бы наука была безупречно логичной, а все ученые – образцами сдержанности, рациональности и бескорыстия, объективно оценить силу доказательств все равно было бы невозможно.
Если это утверждение и не полностью верно, то, по крайней мере, оно соответствует действительности, когда речь идет о достоверности результатов измерений, так же, как в зале суда убедительность доказательств в значительной степени зависит от того, что ими пытаются доказывать, как мы увидим в дальнейшем.
В начале XIX века геологи начали понимать, что Земля необычайно древняя. Выдвинутая Чарльзом Дарвином в 1859 году теория естественного отбора предполагала, что возраст Земли насчитывает множество тысячелетий – только за такой большой период простейшие микроорганизмы смогут превратиться в сложных существ, ныне населяющих нашу планету. Поэтому Дарвин ухватился за новую геологию, чтобы доказать, что Земле должно быть как минимум несколько сотен миллионов лет.
Достаточно быстро теория Дарвина, однако, столкнулась с огромным препятствием. Звали это препятствие Уильям Томсон, и он являлся одним из самых известных и влиятельных физиков того времени. Томсон был вундеркиндом: он родился в Белфасте в 1824 году, еще в школе опубликовал три научные статьи, а в 22 года был назначен профессором Университета Глазго, где и проработал всю жизнь. Он сделал немало важных открытий в новейших науках о тепле и энергии, а также ввел понятие тепловой смерти Вселенной – неизбежного рассеивания энергии, в результате которого мир станет тихим, темным, однородным и безжизненным местом, в котором ничего уже не сможет зародиться. Затем, обратившись к инженерии и торговле, он присоединился к проекту по прокладке подводного телеграфного кабеля между Великобританией и Соединенными Штатами; после многих лет несчастных случаев и фальстартов в 1866 году связь наконец была установлена, и Томсон был посвящен в рыцари за свой вклад в этот титанический труд. Затем он возглавил оппозицию ирландскому самоуправлению, вступив в Либеральную партию, за что в 1892 году получил дворянство, став лордом Кельвином – под этим именем он и известен в наши дни.
Кельвин на протяжении всей своей жизни был религиозным человеком, но в то же время придерживался довольно широких взглядов, в частности, считал различия между конфессиями, а именно англиканством и пресвитерианством, незначимыми; в качестве источника откровения он предпочитал церкви природу. Оглянитесь вокруг, писал он, и вы увидите в действии «творящую и направляющую силу», и поэтому «если вы достаточно сильно мыслите, наука принудит вас к вере в Бога, которая является основой всех религий». Но дарвинизм, по его мнению, мог препятствовать его теории.
Рисунок 3.3. Земля на заре творения, согласно «Священной теории Земли» Томаса Бернета, опубликованной в 1681 году. Реки текут от полюсов к экватору. Предположительное место Эдемского сада отмечено линией из четырех деревьев в Южном полушарии
Кельвин давно надеялся вычислить возраст Земли с помощью теории теплоты. Его идея была проста. Чем холоднее чашка кофе, тем дольше она простояла на прилавке с тех пор, как ее налили. Точно так же, чем холоднее земная кора, тем дольше должна была охлаждаться планета с момента своего образования. Таким образом, возраст Земли можно было бы оценить, если бы были известны ее первоначальная температура, а также текущая температура ее внешнего слоя. Кельвин предположил, что первоначальная температура Земли должна соответствовать температуре расплавленной породы, но для определения текущей температуры ему пришлось подождать несколько лет, пока шотландский физик и гляциолог Дж. Д. Форбс не провел серию измерений температуры подповерхностной породы вокруг Эдинбурга.
Имея на руках эти цифры, Кельвин в 1863 году опубликовал свои расчеты, используя хорошо зарекомендовавшую себя теорию охлаждения, чтобы показать, что Земле не может быть больше 20–40 миллионов лет, и «вероятно, гораздо ближе к 20, чем к 40» (окончательная теория была сформулирована в 1897 году). Земная кора была слишком теплой для планеты, остывавшей несколько сотен миллионов лет. Кроме того, по другим оценкам (в том числе самого Кельвина), сделанным в конце XIX века и основанным на вероятном возрасте Солнца, возраст Земли также составлял не более 20 миллионов лет. Казалось, что физические теории противоречат эволюционной, попросту не оставляя времени на возникновение разнообразия жизни. Дарвин был опровергнут.
На помощь пришел самый стойкий защитник Дарвина, его «бульдог», анатом Томас Хаксли. В 1860 году Хаксли, как известно, провожал критика Дарвина епископа Сэмюэля «Мыльного Сэма» Уилберфорса, заявив, что он скорее будет потомком обезьяны, чем человеком, который насмехается над серьезными научными дебатами. Затем Хаксли вел непрерывную битву с палеонтологом Ричардом Оуэном, который утверждал, что сходство между мозгом обезьян и людей было крайне поверхностным и, следовательно, не могло служить доказательством их происхождения от общего предка. Теперь же он снова вступил в игру.
Хаксли, по правде говоря, мало знал о физике тепла. Но он знал, как выиграть спор, и, вооружившись этими знаниями, приступил к опровержению гипотез Кельвина. Расчеты Кельвина были безупречны, и Хаксли вынужден был это признать, но одних точных расчетов было недостаточно:
«То, что вы получаете, зависит от того, что вы вкладываете; и как лучшая мельница в мире не может намолоть пшеничную муку из стручков гороха, так и страницы вычислений не помогут получить однозначный результат на основании разрозненных данных».
Кроме того, по мнению Хаксли, Кельвин был не более чем случайным прохожим, который не понимал глубоких основ геологии и биологии, составляющих фундамент теории Дарвина. «Но геология – это раздел физики», – ответил Кельвин, – и поэтому как физик он мог говорить не как случайный прохожий, но как эксперт, к мнению которого следует прислушаться.
Ответ Кельвина показался его другу и коллеге Питеру Гатри Тейту избыточно вежливым, и Тейт немедленно ввязался в дискуссию, намекая на то, что биологи-палеонтологи вроде Дарвина и Хаксли, были не более чем «охотниками на жуков» и «ловцами крабов», неспособными осознать силу математического мышления. В заключение он дал оценку возраста Земли даже меньшую, нежели оценка Кельвина: «Естественная философия [то есть физика] уже доказала, что геологам и палеонтологам надлежит руководствоваться в своих исследованиях сроком в 10–15 миллионов лет; однако… не исключено, что при более точных экспериментальных данных этот период может быть сокращен еще сильнее».
На самом деле Земле более 4,5 миллиарда лет, и жизнь на ней существовала по крайней мере 3,5 миллиарда из них. Отчего же Кельвин настолько сильно ошибся? Подобно присяжным Тодда Уиллингема, которым была представлена ошибочная версия того, как возникают и развиваются пожары, он полагался на предположения, содержавшие в себе сразу несколько ошибок. Во-первых, хотя он и не мог этого знать, тепло горных пород, из которых состоят континенты, значительно увеличивается за счет распада радиоактивных элементов. Во-вторых, перенос тепла от земного ядра происходит не за счет прямой теплопроводности твердых пород, как предполагал Кельвин, а за счет конвекции, при которой расплавленные породы земной мантии перетекают от ядра к земной коре, неся с собой тепло и достаточно сильно нагревая земную поверхность. Как следствие, наша Земля имеет удивительно теплую кору.
По сути, Кельвин отхлебнул из чашки кофе и, обнаружив, что он горячий, решил, что этот кофе только что налили. На самом же деле кофе стоял здесь целую вечность, но его постоянно подогревали и в придачу перемешивали. Хаксли был прав. Кельвин насыпал в свою точно откалиброванную математическую мельницу камни и произвел непригодную для потребления в пищу муку.
Были ли Кельвин, Тейт и другие сторонники «молодой Земли» плохими учеными? Отнюдь; у обеих сторон спора были веские причины для ошибок и сомнений. Физики считали свои предположения о геологическом строении Земли естественными и разумными по сравнению с в значительной степени спекулятивной теорией эволюции; если что-то и должно было исчезнуть, то именно биологические гипотезы, а не тщательная физическая экстраполяция. Биологи увидели в своем грандиозном объяснении, хотя и практически не доказанном на тот момент, великий прорыв, основанный на многочисленных наблюдениях за природой по всему земному шару, прорыв, который вряд ли можно было отвергнуть на основании простой догадки о невидимых явлениях, происходящих глубоко под землей. Такие противоположные взгляды – обычное дело в науке, обычное проявление субъективности, которая пронизывает все научные рассуждения, исследования и дебаты.
Карл Поппер стремился, устанавливая правила научного метода, разрешать подобные споры, чтобы понять, опровергают ли наблюдения температуры земной поверхности теорию Дарвина или где-то в логику рассуждений Кельвина закралась фатальная ошибка. Но заповеди Поппера оказались не более полезными в полемике о возрасте Земли, чем в деле Эддингтона. Делая теоретические предположения, сказал он, будьте смелыми. Выбирайте гипотезы, которые прямо уже содержат в себе основания для фальсификации. Кельвин и Дарвин, безусловно, сделали именно это. Но при жизни у них не было возможности проверить свои утверждения.
Поппер, возможно, мог бы посоветовать и физикам, и биологам сохранять непредвзятость, воздерживаться от принятия какой-либо стороны до тех пор, пока не будет накоплен больший объем данных и достигнута окончательная фальсификация либо биологических теорий, либо физических гипотез. Такое предписание вряд ли выполнимо: это именно тот тип строгости, которому ученые, будучи людьми, никогда не следуют в достаточной мере. И в любом случае, как мы видели на примере Вегенера и дрейфа континентов, это плохой совет. Науку двигают вперед споры между людьми, которые заняли определенную позицию и хотят обратить в свою веру или, по крайней мере, разгромить своих соперников. Гипотеза, которая опережает уже установленные факты, является жизненной силой научного исследования.
По этим причинам большинство философов науки в наши дни сошлись на том, что Поппер не смог предложить правило для приведения доказательств в пользу теорий, которые были бы одновременно и объективными, и соответствующими потребностям науки. Какое же правило может подойти? По этому вопросу в настоящий момент также существует философский консенсус – и он таков: объективного правила анализа научных данных нет и быть не может.
Рисунок 3.4. Чтобы оценить общую силу научного аргумента, необходимо оценить силу каждой его части
Невозможность проистекает из того же факта, который нередко делает попперовскую фальсификацию столь спорным методом: научная теория способна продуцировать предсказания только тогда, когда она сочетается с различными предположениями, чтобы составить теоретическую когорту. Члены когорты – то, что философы называют «вспомогательными предположениями» – включают в себя довольно широкий спектр предположений. Некоторые из них сами являются теориями высокого уровня, например предположение Кельвина о том, что земные недра являются твердой структурой. Некоторые из них представляют собой предположения о функционировании и настройке измерительных приборов, такие как предположения Эддингтона о его телескопах. Вспомогательные предположения подобны звеньям в цепи, ведущей от теории к фактам. Цепь прочна настолько, насколько прочно ее самое слабое звено; таким образом, чтобы оценить надежность цепи – чтобы оценить силу доказательства за или против гипотезы – вы должны иметь представление о прочности каждого из звеньев.
Другими словами, невозможно судить о влиянии свидетельства на теорию, не имея представления о вспомогательных предположениях. Если вы считаете, что бразильский астрографический телескоп работал безупречно, то сочтете его измерения угла отклонения света убедительным доказательством против теории относительности Эйнштейна. Если вы сочтете вполне правдоподобным, что в этих измерениях имела место системная ошибка, если вы подозреваете, что это конкретное звено в цепочке доказательств неисправно, то его данные не будут для вас достаточно весомыми; вы, подобно Эддингтону, сочтете правильным отклонить их на основании доказательств, полученных из других источников, которым вы доверяете больше.
Точно так же, если вы считаете, что предположение Кельвина о температуре земных недр имеет под собой твердую почву, то вы (при условии, что вы хоть немного верите в другие предположения) интерпретируете измерения температуры земной коры в XIX веке как убедительное свидетельство кельвиновской версии возраста Земли и отвергнете теорию Дарвина. Если, напротив, вы считаете такую гипотезу исключительно рискованным предположением, считая, что жесткая структура, обнаруженная в нескольких верхних слоях земной поверхности, должна оставаться неизменной до самого ядра, то будете считать измерения температуры лишь возмутительными жалкими попытками опровергнуть теорию Дарвина.
Таким образом, правило, стремящееся установить закон значимости научных данных, должно также установить правила оценки релевантности всех вспомогательных предположений, как процедура определения прочности цепи должна оценивать прочность каждого звена. И подобное правило может быть объективно достоверным только в том случае, если достоверны правила оценки вспомогательных предположений. Таким образом, объективное правило для взвешивания любого свидетельства возможно только при наличии объективных данных о корректности каждого релевантного вспомогательного предположения с учетом имеющихся свидетельств.
Однако, как мы видели, мнения о вспомогательных предположениях могут сильно различаться – не потому, что ученые игнорируют правила научного рассуждения, а потому, что просто имеющихся фактов недостаточно, чтобы определить корректность каждого вспомогательного предположения в теоретической когорте.
С одной стороны, как показывает дело Эддингтона, предположения об искажении данных эксперимента вследствие сложных условий и ошибок в калибровке измерительной аппаратуры часто невозможно проверить ретроспективно, а повторение экспериментов и наблюдений часто слишком затруднено или неоправданно дорого – в краткосрочной перспективе, по меньшей мере.
С другой стороны, чтобы составить мнение о теоретическом вспомогательном допущении, таком как предположение Кельвина о том, что Земля полностью состоит из твердого вещества, требуются дополнительные доказательства, и значение этого свидетельства для вспомогательного предположения само будет зависеть от дальнейших вспомогательных предположений. Среди этих предположений может появиться оригинальная гипотеза, образуя таким образом неразрывный круг.
Когда Луи Пастер, например, осмелился показать в 1860-х годах, что жизнь не может возникнуть спонтанно из неорганической смеси травяного отвара и воздуха, ему требовался стерильный воздух, то есть свободный от «спор», так как он предположил, что споры – источник всей плесени, слизи и других образований в отваре. Как вы, возможно, помните, он и другие экспериментаторы пробовали разные способы получения воздуха, свободного от спор: нагревали его, хранили в специальном контейнере, поднимались на вершины гор. То, что такой воздух действительно стерилен, является классическим вспомогательным предположением, необходимым для достоверности эксперимента. Но как убедиться, что это предположение верно? Единственный известный Пастеру способ проверки своего вспомогательного предположения состоял в том, чтобы смешать воздух с отваром и увидеть, развивается ли жизнь; если да, то в воздухе были споры, а если нет, то он стерилен. Но такая проверка возвращает нас к изначальной теории, которую пытался доказать Пастер, о том, что жизнь не может возникнуть спонтанно из смеси стерильного воздуха и отвара. Экспериментаторы с обеих сторон спора о спонтанном зарождении жизни в то время не имели возможности независимо проверить свое наиболее важное вспомогательное предположение.