Псевдонаука

скачать книгу бесплатно

Псевдонаука
Леонид Игоревич Подымов

Библиотека Гутенберга
Эта книга – краткий путеводитель по псевдонауке, мифам и заблуждениям нашего времени. Она поможет ориентироваться в бушующем информационном потоке современности, объяснит, чем наука отличается от мнений, научный метод от лженаучного наукообразия и послужит помощником в выявлении разнообразных сомнительных идей и теорий. Для широкого круга читателей.

Леонид Подымов

Псевдонаука

© Подымов, Л.И., текст, 2018

© ООО «Издательство АСТ», 2018

Благодарности

Хочу выразить большую благодарность всем тем людям, которые оказались надежной опорой в нелегком деле написания этой книги.

Максиму Кузнецову, большому любителю науки и, пожалуй, главному организатору научно-популярных мероприятий в нашем городе, моему соратнику по просветительской деятельности. Без знакомства с ним не было бы ни моего выступления в Курилке Гутенберга, ни, как следствие, этой книги. Максим, ты уже ответил для себя на вопрос: зачем нам все это нужно?

Роману Переборщикову, автору и руководителю Курилки Гутенберга, за его важнейшую общественную работу.

Моим друзьям, товарищам и коллегам, согласившимся вычитать рукопись моей книги и сделавшим это с удивительной кропотливостью и ответственностью: Алексею Ершову, Сергею Афанасьеву, Евгению Луковкину и Анастасии Бурденко. Друзья, ваши комментарии, дополнения и рекомендации оказались критически значимы, вы наглядно показали мне важность коллективной работы.

Моему другу Игорю Аргунову за неожиданные и меткие дополнения.

Моему другу и верному товарищу по научно-просветительскому проекту «Простая наука в Ульяновске», Светлане Щербаковой, пожертвовавшей неделей своего кровно заработанного отпуска для рецензирования и редактирования книги. Света, твои замечания попадали снайперски в цель!

Моему уважаемому коллеге по институту, когда-то начальнику по приемной комиссии, соседу по кафедре Дмитрию Айдаркину за то, что своим высоким профессионализмом в работе, потрясающей способностью разбираться в любом вопросе и трудолюбием был и остается примером для меня.

Тем моим обучаемым, любознательным школьникам и студентам, которые задавали каверзные и умные вопросы, заставлявшие меня задумываться и лезть за ответами в книги и Интернет. Наши дети еще не потерянное поколение, кто бы что ни говорил.

Моим близким, которые терпели меня и мой отрыв от реальности почти целый год, пока я писал эту книгу.

И, наконец, заочно хочу поблагодарить создателей сериала «Доктор Хаус» за то, что их харизматичный герой способствовал моему возвращению из эзотерических кругов в мир научного мышления, критического анализа и скептицизма. Все-таки кино – это важнейшее из искусств (в мире, где никто не читает книги).

Вступление

Посвящается Радмиле

«Главный принцип – не дурачить самого себя. А себя как раз легче всего одурачить. Здесь надо быть очень внимательным»

    Ричард Филлипс Фейнман

На обложке путеводителя автостопщика по галактике (в одноименном романе Дугласа Адамса) было написано: «Без паники!» Я бы хотел, чтобы на нашем путеводителе по псевдонауке было написано так же. Действительно, если человек хочет в чем-то разобраться – он обязательно разберется. И паниковать не нужно. Пусть эта книга поможет сориентироваться в бушующем информационном потоке современности: чего стоит избегать, а чего бояться не нужно, ну и телефоны экстренных служб, конечно.

Я посвящаю эту книгу моей дочери, которая только-только закончила свой первый класс и постоянно ставит меня в тупик вопросами о том, как и почему все в мире устроено. Я хочу, чтобы этот мир как можно меньше пугал ее и чтобы она при желании всегда могла отличить истину ото лжи. Эта книга для тех, кто беспрестанно и неутомимо ищет ответы на главные вопросы: кто мы есть, откуда мы пришли, как устроена природа, не довольствуясь сомнительными отговорками или расхожими мифами.

Я старался писать книгу максимально простым языком, поясняя сложные термины и не используя формулы. Для желающих разобраться подробнее или углубиться в ту или иную тему я привожу ссылки на популярные разборы, статьи и видео, они подробно описаны в конце книги. Там же присутствует список рекомендуемых источников и некоторые дополнительные материалы.

Мое путешествие к научному методу оказалось витиеватым и тернистым. Девять классов гуманитарного лицея, два класса лицея физико-математического, физико-технический факультет института, аспирантура по педагогическому направлению и работа преподавателем в институте. Нашлось в этом всем время и для длительного увлечения эзотерикой[1 - Эзотерика – (с др. – греч. «внутренний») – совокупность знаний, сведений, недоступных непосвященным, несведущим в мистических учениях людям (противоп.: экзотерика) [Большой толковый словарь русского языка]. Под эзотерикой часто понимают особые способы познания и восприятия реальности, имеющие тайное содержание и выражение в тех или иных психодуховных практиках. Традиционно к эзотерическим практикам относят магию, алхимию, астрологию, каббалу, теософию, йогу и многие другие.], теориями заговоров и неоязычеством. Так что некоторые псевдонаучные концепции знакомы мне прямо из первоисточников. Как и любой человек, я подвергался массированной атаке различных псевдонаучных течений, вымыслов, общественных предрассудков. Прошло довольно много времени, прежде чем я сумел более-менее сформировать у себя критическое отношение к любой информации, независимо от того, насколько привлекательной она выглядит.

И прежде чем поговорить о лженаучных идеях, давайте познакомимся с самой наукой и попытаемся разобраться в устройстве научного метода, узнаем, каким образом наука познает окружающий нас мир.

Часть первая. Наука не стоит на месте

Часть Первая, в которой мы познакомимся с величественной Наукой, выясним, как она работает и каким образом смогла нас так далеко завести.

1. Дары Прометея

Наука – это Прометей[2 - Прометей – один из титанов в древнегреческой мифологии, защитник людей от произвола богов.], несущий первобытным людям огонь и свет. Под огнем здесь можно понимать технологии, которые делают нашу жизнь проще и лучше, под светом – знания об окружающем мире. Удивительно, но многим современным людям, зависящим от научного прогресса и каждодневно пользующимся его достижениями, приходится объяснять, чем они ему обязаны.

«Наука остановилась», – слышу я очень часто. Где научные революции, где новые Эйнштейны? Одна из причин того, что мы не замечаем успехи науки, – это привычка. Да, мы привыкли к постоянным научным сенсациям, высокотехнологичный мир вокруг нас – обыденная данность. Не вызывают восхищения открытия экзопланет, выдающиеся эксперименты в микробиологии, успехи когнитивных наук. Обыватель пресытился. Ему подавай сенсацию из ряда вон: чтобы человек произошел от инопланетян или чтобы во льдах Антарктиды было найдено НЛО; чтобы ученые научились разговаривать с умершими; чтобы что-нибудь великое опровергли; чтобы ученые доказали, что мысль материальна, и так далее. И главное, чтобы новость была проста и понятна без каких-либо усилий.

Тем не менее наука и правда неумолимо движется вперед. Более того, мы уже давно живем в состоянии перманентной научной революции – лавина новых открытий столь огромна, что даже ученые часто не успевают обрабатывать и осмыслять поступающие факты. Что уж говорить о нас, простых людях – нам вообще за научными открытиями не угнаться. Это все дела нужно бросить и целыми днями читать научные обзоры. Давайте быстро пробежимся по новостям последних лет из мира большой науки и современных технологий.

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова объявил о создании базы данных «Ноева ковчега». Создание этого хранилища позволит сохранить биоразнообразие нашей планеты и создать новые способы полезного использования биологического материала.

В Мексике родился первый в мире ребенок с ДНК трех родителей: отца, матери и женщины – донора митохондриальной ДНК. Мать ребенка не могла иметь здоровых детей из-за мутации митохондриальных генов и согласилась на оплодотворение по новой методике.

Международная группа ученых впервые наблюдала поведение, похожее на погребальный обряд, у шимпанзе. Способность шимпанзе использовать инструменты известна давно, но подобное сложное поведение было обнаружено впервые.

Биологи научились читать геномы индивидуальных клеток. Подобные методы могут стать одним из ключей к познанию тайн эмбрионального развития, закономерностей дифференциации стволовых клеток, функционирования нейронов и выработке стратегий лечения опухолевых заболеваний. Мы изучаем жизнь на все более тонких уровнях.

Международная исследовательская группа пришла к выводу, что жизнь в суровых климатических условиях привела к увеличению размера мозга у птиц. Статья опубликована в журнале «Nature Communication».

Генетики поняли, как вернуть помидорам вкус и запах, отнятые селекционерами. Современные сорта помидоров, как правило, лишены своего особенного помидорного запаха и зачастую вкуса. Это результат селекции, нацеленной на создание крупных и ярких плодов, привлекательных для глаза покупателя, в ущерб вкусу и запаху. Были выявлены химические компоненты, влияющие на вкус и запах. В дальнейшем на соответствующие гены можно будет направить усилия селекционеров для решения проблемы.

Анализ данных по смертности и продолжительности жизни людей, включая сверхдолгожителей, подтвердил идею о существовании биологического предела человеческого долголетия, который фактически был достигнут уже в 1980-90-е годы и который вряд ли удастся преодолеть без радикальных биомедицинских прорывов. Вероятность того, что кто-то из жителей Земли в обозримом будущем перешагнет 125-летний рубеж, исследователи оценили как пренебрежимо малую.

Парализованных обезьян научили ходить с помощью нейроинтерфейса. Ученые из Швейцарской высшей технической школы вернули подвижность ногам обезьян с травмой спинного мозга с помощью мозговых имплантов. Как отмечают авторы, все компоненты имплантов, использованных в этих экспериментах, одобрены для исследований на человеке.

Медики, возможно, смогут создавать искусственные голосовые связки. Группа ученых под руководством доктора Натана Вельхэна биоинженерным способом создала ткань, способную имитировать работу слизистой оболочки голосовых связок. В рамках одного из последних экспериментов на лабораторных мышах с привитым человеческим иммунитетом исследователи проверили, что новая ткань не отторгается организмами грызунов. Вероятно, она приживется и в человеческом теле.

Агентство перспективных оборонных разработок (DARPA) Пентагона (США) совместно с американской компанией Mobius Bionics передало первые серийные бионические протезы рук в больницу. В DARPA утверждают, что новые протезы пока являются единственными в США такими устройствами, поступившими в свободную продажу и одобренными Комиссией по контролю за лекарствами и питательными веществами.

Палеонтологи из Шведского музея естественной истории во время раскопок в Читракуте в центральной части Индии обнаружили окаменелые останки многоклеточного организма, возраст которых оценивается в 1,6 миллиарда лет. На данный момент это древнейшие найденные останки многоклеточного организма.

Ученые из Великобритании, Норвегии, США, Австралии и Канады обнаружили в отложениях кварца возрастом от 3,7 до 4,3 миллиарда лет микроскопические трубочки и нитевидные структуры. Они предполагают, что эти образования – следы жизнедеятельности древних микроорганизмов. Если это действительно так, новая находка станет рекордсменом – древнейшим доказательством жизни на Земле.

Ученые из британского Университета Ланкастера, китайского Северо-Западного университета и британского Университета Бата разработали алгоритм, который позволяет взломать пароль-узор на телефонах Android за пять попыток. Согласно исследованию, для взлома пароля злоумышленнику достаточно заснять процесс разблокировки экрана. При этом у него нет необходимости наблюдать непосредственно за экраном смартфона, достаточно находиться на расстоянии до девяти метров от владельца телефона, сидя сбоку от него или перед ним.

Коллаборация LHCb, работающая на Большом адронном коллайдере, объявила об обнаружении сразу пяти новых тяжелых элементарных частиц (барионов).

Астрономы всего мира с нетерпением ждут ввода в строй новейшего и крупнейшего инфракрасного телескопа «Джеймс Уэбб». Он должен заменить на «боевом» посту известный телескоп «Хаббл». С помощью «Джеймса Уэбба» астрономы планируют изучить свет первых звезд и галактик, сформированных после Большого взрыва, а также, возможно, прояснить вопрос с наличием жизни на планетах вне Солнечной системы. Вывод на орбиту запланирован на октябрь 2018 года.

1. Бионические протезы как иллюстрация ответа на вопрос, зачем нужен прогресс науки и техники человечеству.

2. Основное зеркало телескопа «Хаббл» (слева) и состоящее из 18 сегментов основное зеркало телескопа «Джеймс Уэбб» (справа) в одном масштабе.

3. Сборка телескопа «Джеймс Узбб» в лаборатории Центра космических полетов Годдарда НАСА. В лаборатории поддерживается стерильная чистота.

Тайна девятой планеты. Астрономы продолжают поиски гипотетической массивной планеты за пределами орбиты Нептуна, о возможном существовании которой заявили в январе 2016 года астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин. Новое компьютерное моделирование сузило область поиска.

Группа инженеров под руководством 94-летнего Джона Гуденафа (John Goodenough), одного из создателей литий-ионного аккумулятора, разработала полностью твердотельную батарею. Она не возгорается, быстро заряжается, выдерживает больше тысячи циклов зарядки и разрядки, отлично работает на морозе и недорого стоит. Для каждого из нас, имеющих смартфоны, ноутбуки, фотоаппараты и другие гаджеты, это открытие имеет первостепенную важность.

Мы сделали лишь выборочный беглый обзор. Подобные научные новости появляются постоянно. Можно ли утверждать, что наука «топчется на месте»? Кто-то критикует науку – ради бога. Но говорить, что в ней ничего не происходит, что «наука остановилась», – это абсурд.

2. Механизмы науки. С чего начинается наука?

Почему же именно наука приносит ощутимые плоды, а лженаука – нет? Незнание ответа на этот вопрос мешает отличить настоящую науку от заблуждений и шарлатанства, понять вроде бы простые вещи: почему не работают, например, различные магические практики и ритуалы.

Чем отличается научное познание? Можно ли назвать какие-либо принципы, которые отличают научное мышление от мышления другого рода? Наука – это во многом стихия чистого творчества, успех здесь часто сопряжен со случайностью, интуицией, иногда вообще не поддается логическому объяснению. Но, вероятно, почти каждый ученый, и в первую очередь экспериментатор (теоретики могут себе позволить пофантазировать), осознанно или неосознанно соглашается с двумя мировоззренческими установками, или аксиомами:

Принцип 1. Наш мир объективно существует. То есть не является плодом нашего воображения и не исчезает, когда мы, например, спим. Также мир не является компьютерной симуляцией.

Принцип 2. Миром управляют естественные законы. То есть завтра физические законы не изменятся. Не изменятся они и послезавтра. Потусторонние силы не вмешиваются в естественный ход природных процессов. Мелкие бесенята не заставляют яблоко, оторвавшееся с яблони, улетать в космос, вместо того чтобы падать на землю. На других планетах в других галактиках точно так же действуют закон тяготения и законы электромагнетизма, свойства атомов везде во Вселенной одинаковы.

Древние греки были язычниками. В их мифологии различные боги, полубоги, нимфы, сатиры постоянно ссорились друг с другом, строили козни, обманывали и плели интриги. Сверхъестественные сущности вмешивались в жизнь простых людей, влияя на все: от удачи полководца в великой битве до глиняного горшка, падающего со стола хозяйки. Ученому-экспериментатору было бы тяжело жить в ту эпоху[3 - Ни в коем случае я не преуменьшаю достижений Античности. Но все же, по ряду причин, люди, вроде великого изобретателя-практика Архимеда, были для той эпохи скорее исключением, нежели правилом.]. Невозможно предсказать результаты последующего опыта, если завтра Гера повздорит с Дионисом, и тот, в отместку, сорвет вам важный эксперимент.

Христианская традиция, назначая единого Бога создателем всего сущего, в то же время лишала окружающую нас природу божественного статуса. Средневековый алхимик уже создавал некое подобие эксперимента, а инженеры-конструкторы брались за разработку сложных и точных устройств. Бес, как говорится, все еще мог попутать, но природа уже в принципе становилась познаваемой.

Современная наука не рассматривает влияние сверхъестественных сил на протекание природных процессов. Физические, химические, биологические, а теперь уже и психологические, и социальные явления объясняются причинами естественного характера. И судя по тому, что наука успешно развивается, это влияние либо отсутствует, либо влияет так, что мы не можем его обнаружить. Оба названных нами принципа связаны друг с другом и сообща дают нам возможность познавать окружающий нас мир. Реальность объективна. Все сущее подчинено естественным законам природы. Так говорит наука.

В науке ты никогда не знаешь наверняка, каким окажется окончательный результат. Каждое научное открытие, возникновение новой научной теории – это уникальный процесс и уникальный случай. Но есть общая схема научного исследования, различные фрагменты которой ученые так или иначе постоянно используют. С чего же эта самая наука начинается? Зачем и почему? Айзек Азимов говорил, что все начинается с любопытства:

«Любопытство, непреодолимая тяга к познанию не присущи мертвой материи, но присущи нам, людям. Ученый, берущийся разобраться с тем или иным явлением природы, вероятно, очень любопытный малый! Могучая (и часто разрушительная) сила человеческого любопытства отражена в мифах и легендах.»

Способность ученых добывать достоверные знания об устройстве мира, позволяющие развивать высокие технологии, появилась не за один день. Научная методология, как и сама наука, формировалась постепенно на протяжении многих веков: древнегреческие мыслители, средневековая философия, Декарт, Галилей, Ньютон, Лейбниц, Лаплас, Пирсон и Фишер, Поппер, Кокрейн и многие другие. Методы науки продолжают совершенствоваться и сегодня – это необходимое условие ее развития. Ведь современные научные проблемы гораздо сложнее и тоньше, чем проблемы науки XVII века.

3. Механизмы науки. От факта к гипотезе

Вооружившись любопытством, вечным спутником человечества, мы начинаем научное исследование, и отправной точкой для нас является первичный сбор данных. Мы производим акт наблюдения, фиксируем эмпирический[4 - Эмпирический факт – опытный факт, факт нашего чувственного опыта, результат наблюдения. Эмпирические науки – это науки наблюдательные, экспериментальные, иногда противопоставляются наукам теоретическим. Хотя, конечно же, они неразрывно связаны друг с другом.] факт. По легенде, именно эмпирический факт – упавшее на голову Ньютона яблоко – подтолкнуло его к открытию закона всемирного тяготения. Это, по всей видимости, всего лишь легенда, но что-то из чувственного опыта всегда наводит нас на дальнейшие размышления.

Итак, эмпирический факт зафиксирован – нам на голову упало яблоко, и мы решили изучить это явление подробнее. Что делать дальше? Выдающийся математик Анри Пуанкаре писал: «Наиболее интересными являются те факты, которые могут служить свою службу многократно, которые могут повторяться». Когда ученый выводит некоторые общие законы или закономерности, формулирует некие универсальные положения для определенного класса явлений, он должен изучить множество однотипных или похожих случаев. На этом этапе исследования происходит накопление эмпирических данных. Здесь мы уже имеем дело с методом исследования – наблюдением. Фиксация эмпирических фактов уже происходит не случайно, а целенаправленно. Физик наблюдает многократно падающие яблоки и другие тела. Астроном наблюдает множество различных звезд в телескоп, фиксируя различные особенности их свечения. Микробиолог наблюдает, как размножаются бактерии в чашке Петри. В некоторых областях науки наблюдение – единственный и главный эмпирический метод исследования. К примеру, в астрономии мы можем наблюдать только естественный ход событий (солнечную активность, движение планет, светимость звезд и галактик), никак в них не вмешиваясь.

Наглядная иллюстрация эволюции инструментов научного поиска в астрономии.

1. Фотографии звездного неба, по которым в 1930 американским астрономом Клайдом Томбо был открыт Плутон. Положение Плутона показано белой стрелкой. (Обсерватория Лоуэлла, 23 и 29 января 1930).

2. Изображение Плутона, полученное орбитальным телескопом «Хаббл» в 1994 году. На тот момент снимок являлся самой информативной и качественной фотографией карликовой планеты. Расстояние до нее от Земли 4,8 миллиарда километров.

3. Мозаика из высококачественных изображений Плутона, полученных космическим аппаратом «Новые горизонты» с расстояния в 450 тысяч километров 14 июля 2015 года.

В случае с падением яблок можно потрясти яблоню самому и вызвать «яблокопад». Воспроизведение изучаемого явления в контролируемых условиях называется экспериментом. Полный контроль над проведением эксперимента, учет возможных внешних факторов, оценка погрешностей, подробное описание методики проведения – обязательные требования к любому ученому-экспериментатору. Корректно поставленный научный эксперимент должен быть воспроизводимым в любой аналогичной лаборатории. Если другие исследователи не смогут повторить наш эксперимент, – это, скорее всего, говорит либо о наших ошибках и неучтенных факторах, либо о намеренной фальсификации (такое в мире науки, к сожалению, тоже случается).

Один из самых известных снимков, полученных телескопом «Хаббла» – «Столпы творения». Область звездообразования, находящаяся в туманности Орел на расстоянии 7000 световых лет

При любой возможности ученые стараются делать количественные замеры каких-либо параметров. В естественных науках с этим проблем нет – и физика, и химия, и во многих своих областях биология – количественные науки. В физике измерение вообще является основой любого эксперимента.

События, происходившие когда-то в далеком прошлом или происходящие непредсказуемым образом, равно как и события, невоспроизводимые в опыте, сильно затрудняют ученым работу. Многие вопросы, связанные с подобными явлениями, до сих пор остаются открытыми. Например, именно с этим связаны трудности в изучении феномена шаровых молний[5 - Интересную гипотезу о происхождении шаровых молний высказали в 2010 году австрийцы Дж. Пир и А. Кендл: возможно, свидетельства о шаровых молниях следует воспринимать, как проявление фосфенов – зрительных ощущений (галлюцинаций) без воздействий на глаз света, например, вследствие действия на зрительную кору мозга магнитных полей. После получения в 2014 году спектров шаровых молний эта гипотеза оказалась явно не исчерпывающей. Изучение феномена продолжается. Url: http://elementy.ru/news/432175 – подробный разбор.], хотя даже их устройство наука постепенно постигает.

Великолепная триада – наблюдение, эксперимент и измерение – это основа эмпирических методов познания.

Представляя образ ученого-экспериментатора, мы, конечно, сразу представляем и различные научные приборы. На заре развития науки единственными «приборами наблюдения» ученых были их органы чувств: глаза, уши, обоняние и осязание. Спустя многие века человечество ушло в своем познании окружающего мира столь далеко, что теперь с помощью одних глаз и ушей мало что узнаешь: требуется постоянное изобретение новых и совершенствование имеющихся научных приборов.

Суперкомпьютер – специализированная вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам и скорости вычислений большинство существующих в мире компьютеров. Суперкомпьютеры используются во всех сферах, где для решения задачи применяется численное моделирование; там, где требуется огромный объем сложных вычислений, обработка большого количества данных в реальном времени или решение задачи может быть найдено простым перебором множества значений множества исходных параметров. Области применения: криптография; процессы внутри атомного ядра; разработка ядерного оружия и энергетики; прогноз погоды; расшифровка ДНК и фолдинг белка; аэродинамические процессы для создания совершенных форм крыла, фюзеляжей самолетов, ракет.

Научная аппаратура применяется для расширения и уточнения сенсорного восприятия человека (телескопы, микроскопы), для расширения моторных операций с окружающими предметами (микроманипуляторы, дистилляторы или инкубаторы), усиливает интеллектуальные способности в задачах обработки данных (персональные компьютеры). Современные батискафы нужны, чтобы погружаться вглубь океанов и изучать подводную фауну[6 - Ни один, даже самый знаменитый, медиум, экстрасенс, телепат, гуру медитаций не предложат вам (почему-то) свои услуги по изучению дна Мирового океана. Хотя, казалось бы, открой силой мысли хоть один неизвестный науке вид рыб, и позволь океанологам проверить твое открытие – и ты навечно станешь авторитетом у всех ученых мира. Молчат экстрасенсы…], современные суперкомпьютеры – для сложнейших и длительных вычислений, огромные и дорогие аэродинамические трубы – для прикладных расчетов аэродинамических свойств летательных аппаратов. Масштабное и быстрое развитие компьютерной техники, начавшееся со второй половины XX века, породило особый метод исследования – модельный эксперимент. Компьютерное моделирование применяется во многих областях науки, обычно для очень сложных явлений: моделирование климатических явлений, моделирование работы центральной нервной системы, тренажеры в авиации, конструирование транспортных средств и пр.

Современная научная аппаратура очень сложна в производстве. Познание в некоторых областях науки ушло так далеко вперед, что для строительства новых лабораторий требуются финансовые вложения нескольких стран (ускорители частиц, нейтринные детекторы, детекторы гравитационных волн, сверхмощные телескопы и суперкомпьютеры, МКС и марсоходы). Экспериментальная наука сегодня – ужасно дорогая штука.

Галилей, делая свои великие открытия, пользовался оптическим телескопом собственного изготовления. До начала XX века альтернативы оптическим телескопам не было. Современные астрономы «разглядывают» космические бездны во всех известных диапазонах электромагнитного излучения: радиоволновом, инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-[7 - Ученые-астрономы, вооруженные дорогими и мощными приборами, не видят никаких инопланетян. Зато некоторые уфологии, сидя у себя дома, видят все.]. Мы научились изучать объекты, находящиеся от нас на расстояниях в миллионы и миллиарды световых лет. Мы открываем экзопланеты. Совсем скоро телескопы настолько повысят свою чувствительность, что мы сможем узнать состав атмосферы некоторых экзопланет. По-моему, это настоящие чудеса. Вы со мной согласны?

Сканирующий микроскоп позволяет разглядеть структуру вещества вплоть до отдельных атомов. Сверхчувствительный радиотелескоп, дополненный мощными компьютерами и сложным программным обеспечением, умеет вычленить из окружающего радиошума очень слабый радиосигнал, прибывший от далеких звезд или даже, возможно, от инопланетных цивилизаций. В специальной лаборатории по взятым образцам ДНК можно определить генетическое родство двух людей. Ни один эзотерик, мистик, астролог или экстрасенс ничего подобного сделать не сможет. Астрологи гордятся древностью своего учения, каждый раз подтверждая, что их учение за тысячелетия никак не изменилось. В науке же с развитием техники постоянно совершенствуются и средства измерения. Каждое новое поколение измерительных приборов продвигает нас все дальше и дальше в познании природы[8 - Одно из поражающих воображение творений человечества – детектор гравитационных волн. Масштабность и дерзновенность инженерной мысли можно оценить в этом видео: https://www.youtube.com/watch?v=6wYxIk8tIzk].

Чью сторону выбрать: адептов древних учений, отрицающих науку и считающих, что в их архаичных книгах написана непререкаемая истина, или же сомневающихся во всем ученых и инженеров, постоянно совершенствующих способы познания мира?

4. Механизмы науки. Обработка и интерпретация данных

После накопления большого объема эмпирических данных приходит пора их обрабатывать и систематизировать (упорядочивать). Здесь ученый старается обнаружить качественные или количественные корреляции (соответствия) между эмпирическими фактами. В современной науке накапливается такое большое количество данных, что на их обработку и перепроверку могут уходить годы. Например, за 15 лет работы один лишь орбитальный телескоп «Хаббл» получил 1 миллион 22 тысячи изображений различных небесных объектов (общий объем данных около 50 терабайт). Обработка данных на Большом адроном коллайдере заняла больше года прежде, чем было объявлено об открытии бозона Хиггса.

Не только обработка, но и сами эксперименты подчас могут длиться годами и даже десятилетиями. К примеру, одним из методов исследования в генетике, медицине и психологии является так называемый близнецовый метод. Его идея довольно проста: производится наблюдение за определенным физиологическим или психологическим признаком двух близнецов (желательно привлекать к таким исследованиям монозиготных близнецов[9 - Монозиготные, или однояйцовые, близнецы – близнецы, образовавшиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) при ее развитии. При таком развитии беременности матери близнецы получают идентичный генотип.], имеющих одинаковый генотип) с целью выявления относительной роли наследственности и среды в формировании данного признака. Этот метод очень продуктивен при изучении генетики поведения, инфекционных и мультифакториальных (связанных с действием многих генов) заболеваний. Так же данный метод позволяет оценить эффективность различных психологических методик и тренингов (например, для тренировки памяти). Сгодится близнецовый метод, конечно же, и для проверки эффективности астрологических прогнозов. Для серьезных исследований привлекается одновременно множество пар близнецов. Конечно же, подобные эксперименты могут занимать очень длительное время.

Близнецы-астронавты смотрят друг на друга. Скотт Келли справа, Марк Келли слева, но это не точно.

Не так давно НАСА провело беспрецедентный космический близнецовый эксперимент «NASA Twins Study». Астронавт Скотт Келли пробыл на борту МКС 340 дней, в то время как его брат-близнец и тоже астронавт Марк Келли находился на Земле. Данная научная программа предполагает изучение влияния условий долговременного пребывания в космосе на организм человека. С момента начала эксперимента прошло ровно два года, и только теперь появились первые результаты исследования.

На уровне обобщения, систематизации и интерпретации результатов уже начинается теоретическое осмысление фактов. В изученных явлениях и проведенных опытах пытаются увидеть некую общность, определенные закономерности. Да, яблоки падают только вниз. Так же падают и другие тела: камни, листья. Обобщая и интерпретируя факты, ученые используют различные логические методы, например индукцию и экстраполяцию. Индукция (рассуждение от частного к общему) позволяет вывести общее описание для некоторого класса явлений. Экстраполяция позволяет распространять выводы об изученных объектах на другие, родственные объекты.

Производя интерпретации (объяснения) результатов наблюдений и экспериментов, ученый должен быть осторожен. Уж очень хрупок лед, под которым простирается глубокое озеро выдумок и домыслов. Поспешные выводы чаще всего ведут к ошибкам и курьезным ситуациям. К примеру, медицинские опыты над животными несут много важной информации, но экстраполяция выводов с животных на человека далеко не всегда возможна. Например, фармакокинетика (распространение лекарства в крови и выведение его) человека отличается даже от фармакокинетики шимпанзе. Если какое-то химическое вещество проявляет нужную активность при лечении рака у крыс, из этого вовсе не следует успешность применения данного вещества для человека. Другой пример – сомнительность многих выводов в классической психологии, когда теоретические обобщения разными авторами делались на основании описанных наблюдательных случаев отдельных пациентов.

Опасности экстраполяций иллюстрирует яркий пример из истории физики, связанный с открытием явления сверхпроводимости. К началу XX века считалось, что электрическое сопротивление металлов должно линейно уменьшаться с уменьшением температуры. Опытная проверка этой зависимости была затруднена техническими сложностями охлаждения веществ до сверхнизких температур, и физики просто экстраполировали известные знания, считая, что при охлаждении металлов до абсолютного нуля температур сопротивление тоже будет плавно уменьшаться до нуля (см. рис. ниже).

В 1908 году голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес сумел получить жидкий гелий и довести его до температуры 1 К[10 - К или Кельвин, – единица измерения температуры в физике. Температура в 1 К соответствует значению минус 272 °C.]. С помощью него он изучил электрические свойства металлов при низких температурах. В 1911 году он неожиданно обнаружил, что при температуре около 4 К сопротивление ртути резко спадает до нуля. Так было открыто явление сверхпроводимости. То есть теоретическая экстраполяция оказалась неверной. Впоследствии было открыто множество других сверхпроводящих веществ, в том числе проявляющих эти свойства при достаточно высоких температурах (60 К, 78 К и даже 166 К), что дает возможность использовать сверхпроводники в различных сферах человеческой деятельности.

1. Зависимость сопротивления ртути Я от температуры TV теоретическая ожидаемая зависимость

2. Магнит левитирует над высокотемпературным сверхпроводником, помещенным в жидкий азот. Благодаря так называемому эффекту Мейспера физики научились осуществлять левитацию объектов

3. Зависимость сопротивления ртути R от температуры Т, фактическая зависимость.

Обработав весь массив накопленной информации, мы получим некоторое эмпирическое обобщение или эмпирический закон. Здесь мы можем не углубляться во внутреннюю сущность явления, но «в результате многочисленных наблюдений и экспериментов» знаем, что оно устроено именно так. Примеры эмпирических законов: законы Кеплера о движении планет, закон Ома для участка электрической цепи, законы Менделя в генетике и классический закон сохранения энергии.

Французская академия наук с 1775 года перестала принимать к публикации работы о вечных двигателях. В чем, казалось бы, причина, ведь на тот момент не было никаких глубоких теоретических исследований, доказывающих принципиальную невозможность их построения? Все дело в том, что накопился обширный и разносторонний отрицательный опыт. И научное сообщество Франции решило, что тратить свое время на подобные вещи и подобных «изобретателей» не нужно. Сейчас мы можем показать и на фундаментальном уровне, почему вечный двигатель невозможен (статистическая физика и понимание феномена энтропии не дадут соврать). Но тогда было достаточно и эмпирических обобщений. По той же самой причине научное сообщество весьма скептически относится и к заявлениям об экстрасенсорных способностях. «Наизучались уже, хватит», – говорят ученые. Факты, предъявляемые самоназванными экстрасенсами, должны быть поистине нокаутирующими, чтобы наука начала с ними работать[11 - Совсем недавно ЦРУ опубликовало секретные материалы за 50 лет своей работы. Массив насчитывает 775 тысяч документов, в том числе содержит и файлы об изучении феномена НЛО и изучении паранормальных способностей. Url: https://ruposters.ru/news/07-02-2017/ssha-opasalis-diplomatov-ekstrasensov].

Правильная интерпретация эмпирических данных здесь играет первостепенную роль: все ли факторы, повлиявшие на проведение эксперимента, учтены; насколько верно оценена погрешность измерений; является ли корреляция между данными действительным следствием причинно-следственной связи между явлениями. Процесс обработки полученных данных, выявление ошибок и неточностей, определение погрешностей могут занимать достаточно большое время. Выдающийся советский физик Петр Капица вспоминал о своем опыте работы с Эрнестом Резерфордом, автором планетарной модели атома:

«Резерфорд хорошо знал, какая опасность таится в необъективности интерпретации экспериментальных данных, имеющих статистический характер, когда ученому хочется получить желаемый результат. Обработку статистических данных он проводил очень осторожно; интересен метод, который он применял. Счет световых вспышек проводили обычно студенты, которые не знали, в чем заключается опыт. Кривые по полученным точкам проводили люди, которые не знали, что должно было получиться. Насколько мне помнится, Резерфорд и его ученики не сделали ни одного ошибочного открытия, в то время как их было немало в других лабораториях».