Реальность, модели и научный метод
В связи с постом https://tito0107.livejournal.com/1436456.html решил выложить в ЖЖ свою заметку, опубликованную в Фейсбуке (https://www.facebook.com/notes/ал-незванов/реальность-модели-и-научный-метод/1405435012925427/)
РЕАЛЬНОСТЬ, МОДЕЛИ И НАУЧНЫЙ МЕТОД
Буду краток.
Иначе говоря, буду излагать очень упрощенно, огрубленно и обобщенно, не вдаваясь в нюансы.
Cogito ergo sum. Я-то, стало быть, существую, а вот насчет других обладателей сознания - вопрос. Однако, если я придерживаюсь идеи, что весь мир - плод моего ума, то довольно скоро обнаружу, что другие носители сознания (наделенные МНОЙ этим сознанием) не очень-то мной контролируются, и могут создать мне проблемы. Ударить в лицо, если я им скажу, что их не существует, например. Можно, конечно, извернуться логически и представить, что это мое сознание на самом деле приказало им так делать. Однако, неприятный осадок от подобных инцидентов начинает со временем сильно досаждать. Эффективнее допустить, что другие носители сознания существуют НЕЗАВИСИМО ОТ МЕНЯ, и свое поведение надо строить с учетом их возможных реакций. Это путь к успеху!
Но раз так - надо налаживать с другими носителями сознания коммуникацию. В процессе общения выясняется, что визуальные образы, запахи, звуки, ощущения, поступающие в сознание, почти всеми людьми воспринимаются почти одинаково. Эта совокупность сигналов, которая носителями сознания воспринимается - с хорошей точностью - одинаково, называется ОБЪЕКТИВНОЙ РЕАЛЬНОСТЬЮ. (Те сигналы, которые разными людьми воспринимаются по-разному, объективной реальностью не считаются.)
Люди воспринимают реальность настолько одинаково, что, когда один человек видит столб, то другие, за исключением очень отдельных оригиналов, видят на этом же месте тот же самый столб, а не муху или, там, Крабовидную туманность. И такое замечательное тождество индивидуальных восприятий позволяет создавать описания кусков реальности, которые не вызовут протеста у разных людей. Люди ознакомятся с таким описанием и скажут: да, все так В РЕАЛЬНОСТИ и есть, бумага составлена правильно.
Однако ж, надо понимать, что реальность (образы, запахи, звуки, ощущения) и куча буковок на бумаге - это принципиально разные вещи в том плане, что невозможно доказать или хотя бы внятно объяснить, что некий конкретный текст описывает именно вот этот кусок реальности. Столб как объект и слово «столб» - это абсолютно разные вещи, между ними нет ничего похожего ни внешне, ни как-либо еще. Невозможно доказать или объяснить, что связи между словами в описании адекватно отражают связи между соответствующими объектами в реальности. Потому что любое объяснение находится внутри мира слов, и никакое - выраженное словами - доказательство не преодолевает дистанцию между словами и объектами.
То есть, описание реальности - это МОДЕЛЬ, и доказать, что модель адекватно отображает реальность - нельзя. Эта адекватность оценивается людьми на глазок, и мнение о том, что некое описание хорошо соответствует исходной реальности, образуется как консенсус группы индивидуумов. Исходные впечатления от реальности собираются непосредственно, или с помощью разных приборов, затем вся полученная информация выражается в словах.
Подытожим: модель - это каша из первичных впечатлений, организованная в какую-то систему при помощи слов. Индивидуальная для каждого человека модель мира согласуется с моделями других людей в ходе коммуникаций (контактов). Временами каждый человек меняет свою модель, исходя из субъективного критерия «удачности», «удобства», «адекватности», «эффективности». Например, есть модель «на все воля Божья». Строго говоря, эта модель не предполагает какого-либо воздействия на реальность: это равносильно попытке повлиять на волю божью, что кощунственно. Есть, правда, казуистические уловки, типа, что если ты заболел и вот-вот загнешься, то надо бы принять антибиотик - но это не твоя личная попытка поправить реальность, а проявление воли Божьей: Господь хочет, чтобы ты принял таблетку.
Однако, совокупный опыт человечества говорит, что если существует несколько способов прийти к одному и тому же результату, то в выигрыше оказывается тот, кто применяет самый простой способ. В случае с антибиотиком проще всего положиться на практику, говорящую, что антибиотики помогают многим людям, и надо, стало быть, не выпендриваться, а начать его глотать. Таким образом, казуистика насчет воли Божьей в конкретном случае болезни исключается из модели за ненадобностью. (Хотя, конечно, у разных людей бывает по-разному.)
В науке с моделями реальности дело обстоит РОВНО ТАК ЖЕ. Единственно, критерии эффективности модели более строгие и более сложные. Но в конечном итоге, все упирается в то, как модель работает на практике. Словесно оформленная модель называется «теорией». Чтобы заменить старую теорию на новую, требуется, чтобы а) новая теория объясняла все те явления, которые объясняла и старая теория, б) новая теория объясняла бы какие-то явления, которые старая объяснить не смогла, в) новая теория была бы «эффективной» в смысле, что она предсказывала явления, которые потом, посредством целенаправленных поисков можно было бы обнаружить.
Например, Теория Большого Взрыва предсказала существование реликтового излучения, которое впоследствии обнаружили. Тем самым, теория продемонстрировала свою эффективность и была принята научным миром.
Далее, есть разнообразные нюансы. Например, могут возникнуть ситуации, когда две теории объясняют один и тот же набор явлений. В этом случае научный мир склонен принять ту теорию, которая проще для понимания (дополнительный критерий: эстетически красивее). Например, Ньютоновская механика плохо объясняла результат опыта Майкельсона - Морли (измерение скорости света). Однако, подправленная теория эфира давала объяснение этого опыта. В принципе, подправленная теория эфира и Специальная Теория Относительности сносно объясняли одни и те же явления, даже формулы там и там одинаковые. Однако, теория эфира исходила из того, что все тела сжимаются в направлении движения (а движение понималось как движение в среде всемирного эфира, который еще к тому же и принципиально невозможно обнаружить). Научный мир решил, что это как-то через ж (зачеркнуто) звучит криво, и отказался от гипотезы эфира в пользу СТО.
Еще от научной теории требуется, чтобы она была ЛОГИЧНОЙ. Поскольку наивысшая (хотя и не абсолютная) степень логичности в настоящее время достигнута в математике, то принято считать, что чем больше математики в теории, тем она лучше.
Тут естественно поговорить об «истинности» теории. Ведь как проверяется истинность? Из модели, изложенной в теории, вытекают определенные выводы, которые можно проверить на практике (например, с помощью эксперимента). Если оказывается, что выводы верны, то считается, что и теория верна. Но ученые (те, которые вообще о таких вещах задумываются) понимают логическую ошибку в этой конструкции. Ведь схема рассуждения такова: «Если из теории А следует вывод Б, и Б - верен, то А - верна». Ха! НЕТ такого логического правила. Логика постулирует: если из А следует Б, и А верно, то Б - тоже верно. А у нас обратная конструкция: «Если из А следует Б, и Б верно, то А …» ЧТО? Если строго по логике, мы НИЧЕГО не можем сказать про А. Из истинной посылки вытекает истинный вывод. Но если мы получили истинный вывод, то это вовсе не значит, что посылка истинная. Из лжи тоже может вытекать истина. Поэтому корректно говорить, что если теория подтверждается практикой, то она удобна, адекватна, эффективна, РАБОТАЕТ, но вовсе не обязательно истинна. И кстати, именно благодаря этому обстоятельству возможна замена старых теорий на новые: если бы старые теории были именно «истинные», то как можно истинное менять на что-то иное?
Подытожим:
1) человек ориентируется в реальности при помощи построения моделей
2) научный метод - это метод построения моделей, удовлетворяющих определенным критериям. Один из критериев: модель должна быть логичной. Другой критерий: модель должна определенным образом проверяться при помощи наблюдений или экспериментов. Третий: модель должна строиться без привлечения понятия «бога» и других феноменов, которые можно отнести к категории «чудесного».
3) На настоящем этапе истории самые строгие логические цепочки строятся при помощи математики. Тем самым математика дает ЯЗЫК науке для построения моделей (сама математика наукой не является).
РЕАЛЬНОСТЬ, МОДЕЛИ И НАУЧНЫЙ МЕТОД
Буду краток.
Иначе говоря, буду излагать очень упрощенно, огрубленно и обобщенно, не вдаваясь в нюансы.
Cogito ergo sum. Я-то, стало быть, существую, а вот насчет других обладателей сознания - вопрос. Однако, если я придерживаюсь идеи, что весь мир - плод моего ума, то довольно скоро обнаружу, что другие носители сознания (наделенные МНОЙ этим сознанием) не очень-то мной контролируются, и могут создать мне проблемы. Ударить в лицо, если я им скажу, что их не существует, например. Можно, конечно, извернуться логически и представить, что это мое сознание на самом деле приказало им так делать. Однако, неприятный осадок от подобных инцидентов начинает со временем сильно досаждать. Эффективнее допустить, что другие носители сознания существуют НЕЗАВИСИМО ОТ МЕНЯ, и свое поведение надо строить с учетом их возможных реакций. Это путь к успеху!
Но раз так - надо налаживать с другими носителями сознания коммуникацию. В процессе общения выясняется, что визуальные образы, запахи, звуки, ощущения, поступающие в сознание, почти всеми людьми воспринимаются почти одинаково. Эта совокупность сигналов, которая носителями сознания воспринимается - с хорошей точностью - одинаково, называется ОБЪЕКТИВНОЙ РЕАЛЬНОСТЬЮ. (Те сигналы, которые разными людьми воспринимаются по-разному, объективной реальностью не считаются.)
Люди воспринимают реальность настолько одинаково, что, когда один человек видит столб, то другие, за исключением очень отдельных оригиналов, видят на этом же месте тот же самый столб, а не муху или, там, Крабовидную туманность. И такое замечательное тождество индивидуальных восприятий позволяет создавать описания кусков реальности, которые не вызовут протеста у разных людей. Люди ознакомятся с таким описанием и скажут: да, все так В РЕАЛЬНОСТИ и есть, бумага составлена правильно.
Однако ж, надо понимать, что реальность (образы, запахи, звуки, ощущения) и куча буковок на бумаге - это принципиально разные вещи в том плане, что невозможно доказать или хотя бы внятно объяснить, что некий конкретный текст описывает именно вот этот кусок реальности. Столб как объект и слово «столб» - это абсолютно разные вещи, между ними нет ничего похожего ни внешне, ни как-либо еще. Невозможно доказать или объяснить, что связи между словами в описании адекватно отражают связи между соответствующими объектами в реальности. Потому что любое объяснение находится внутри мира слов, и никакое - выраженное словами - доказательство не преодолевает дистанцию между словами и объектами.
То есть, описание реальности - это МОДЕЛЬ, и доказать, что модель адекватно отображает реальность - нельзя. Эта адекватность оценивается людьми на глазок, и мнение о том, что некое описание хорошо соответствует исходной реальности, образуется как консенсус группы индивидуумов. Исходные впечатления от реальности собираются непосредственно, или с помощью разных приборов, затем вся полученная информация выражается в словах.
Подытожим: модель - это каша из первичных впечатлений, организованная в какую-то систему при помощи слов. Индивидуальная для каждого человека модель мира согласуется с моделями других людей в ходе коммуникаций (контактов). Временами каждый человек меняет свою модель, исходя из субъективного критерия «удачности», «удобства», «адекватности», «эффективности». Например, есть модель «на все воля Божья». Строго говоря, эта модель не предполагает какого-либо воздействия на реальность: это равносильно попытке повлиять на волю божью, что кощунственно. Есть, правда, казуистические уловки, типа, что если ты заболел и вот-вот загнешься, то надо бы принять антибиотик - но это не твоя личная попытка поправить реальность, а проявление воли Божьей: Господь хочет, чтобы ты принял таблетку.
Однако, совокупный опыт человечества говорит, что если существует несколько способов прийти к одному и тому же результату, то в выигрыше оказывается тот, кто применяет самый простой способ. В случае с антибиотиком проще всего положиться на практику, говорящую, что антибиотики помогают многим людям, и надо, стало быть, не выпендриваться, а начать его глотать. Таким образом, казуистика насчет воли Божьей в конкретном случае болезни исключается из модели за ненадобностью. (Хотя, конечно, у разных людей бывает по-разному.)
В науке с моделями реальности дело обстоит РОВНО ТАК ЖЕ. Единственно, критерии эффективности модели более строгие и более сложные. Но в конечном итоге, все упирается в то, как модель работает на практике. Словесно оформленная модель называется «теорией». Чтобы заменить старую теорию на новую, требуется, чтобы а) новая теория объясняла все те явления, которые объясняла и старая теория, б) новая теория объясняла бы какие-то явления, которые старая объяснить не смогла, в) новая теория была бы «эффективной» в смысле, что она предсказывала явления, которые потом, посредством целенаправленных поисков можно было бы обнаружить.
Например, Теория Большого Взрыва предсказала существование реликтового излучения, которое впоследствии обнаружили. Тем самым, теория продемонстрировала свою эффективность и была принята научным миром.
Далее, есть разнообразные нюансы. Например, могут возникнуть ситуации, когда две теории объясняют один и тот же набор явлений. В этом случае научный мир склонен принять ту теорию, которая проще для понимания (дополнительный критерий: эстетически красивее). Например, Ньютоновская механика плохо объясняла результат опыта Майкельсона - Морли (измерение скорости света). Однако, подправленная теория эфира давала объяснение этого опыта. В принципе, подправленная теория эфира и Специальная Теория Относительности сносно объясняли одни и те же явления, даже формулы там и там одинаковые. Однако, теория эфира исходила из того, что все тела сжимаются в направлении движения (а движение понималось как движение в среде всемирного эфира, который еще к тому же и принципиально невозможно обнаружить). Научный мир решил, что это как-то через ж (зачеркнуто) звучит криво, и отказался от гипотезы эфира в пользу СТО.
Еще от научной теории требуется, чтобы она была ЛОГИЧНОЙ. Поскольку наивысшая (хотя и не абсолютная) степень логичности в настоящее время достигнута в математике, то принято считать, что чем больше математики в теории, тем она лучше.
Тут естественно поговорить об «истинности» теории. Ведь как проверяется истинность? Из модели, изложенной в теории, вытекают определенные выводы, которые можно проверить на практике (например, с помощью эксперимента). Если оказывается, что выводы верны, то считается, что и теория верна. Но ученые (те, которые вообще о таких вещах задумываются) понимают логическую ошибку в этой конструкции. Ведь схема рассуждения такова: «Если из теории А следует вывод Б, и Б - верен, то А - верна». Ха! НЕТ такого логического правила. Логика постулирует: если из А следует Б, и А верно, то Б - тоже верно. А у нас обратная конструкция: «Если из А следует Б, и Б верно, то А …» ЧТО? Если строго по логике, мы НИЧЕГО не можем сказать про А. Из истинной посылки вытекает истинный вывод. Но если мы получили истинный вывод, то это вовсе не значит, что посылка истинная. Из лжи тоже может вытекать истина. Поэтому корректно говорить, что если теория подтверждается практикой, то она удобна, адекватна, эффективна, РАБОТАЕТ, но вовсе не обязательно истинна. И кстати, именно благодаря этому обстоятельству возможна замена старых теорий на новые: если бы старые теории были именно «истинные», то как можно истинное менять на что-то иное?
Подытожим:
1) человек ориентируется в реальности при помощи построения моделей
2) научный метод - это метод построения моделей, удовлетворяющих определенным критериям. Один из критериев: модель должна быть логичной. Другой критерий: модель должна определенным образом проверяться при помощи наблюдений или экспериментов. Третий: модель должна строиться без привлечения понятия «бога» и других феноменов, которые можно отнести к категории «чудесного».
3) На настоящем этапе истории самые строгие логические цепочки строятся при помощи математики. Тем самым математика дает ЯЗЫК науке для построения моделей (сама математика наукой не является).