Научные методы и критерии проверки знания
Самые разные научные школы и направления с 1920-х гг. тянулись к новому уровню элементарности - и фундаментальности - биологического знания. В результате появилось множество областей, которые в их совокупности можно называть молекулярной биологией. Возникли молекулярная генетика и молекулярная эмбриология, молекулярная биохимия и молекулярная цитология. С первых же шагов новых наук были совершены значительные открытия: выяснена структура и роль ДНК и РНК, расшифрован генетический код, проведен биохимический анализ гена. Организм теперь может быть представлен как текст, который можно читать биохимическими методами.
Волна экспериментальных исследований, проходящая на протяжении века по самым разным областям биологии - позволяет сделать следующий шаг в изучении самого экспериментального метода. В самом деле, мы можем попытаться оценить последствия распространения этой научной программы. Дело в том, что изнутри каждой отдельно взятой науки чрезвычайно трудно наблюдать, прогрессивно ли она развивается, применяя те или иные методы и подходы, или зашла в тупик. Причина подобного затруднения понятна: нет точки отсчета. Новые исследования приносят новые факты, новые гипотезы и темы работ. Кажется очевидным, что идет прогрессивное развитие, независимо от того, что происходит на самом деле. Сравнивать результаты отдельной науке не с чем: нельзя же сопоставить открытия экологии и систематики, слишком специфичными являются эти области знания, несопоставимыми кажутся результаты. Однако, обратив внимание на то, что в самых различных науках за разными названиями происходящих в них на протяжении ХХ века перемен, скрывается одно крупное методологическое решение - внедрение экспериментальных методов, - мы можем попытаться “заглянуть в будущее”.
Прежде всего выясняется, что переход к новой методологии приводит к кардинальному изменению данной науки; не только ее средства, методы, но и цели, ожидаемые результаты глубоко изменяются. Например, обратимся к изучению поведения животных. В начале ХХ века существовало несколько крупных вопросов, на которые должна была ответить наука о поведении. Необходимо было выстроить данные о поведении таким образом, чтобы понять, что именно изменяется в поведении с ростом сложности организации животного и положением его в эволюционном ряду форм. Как связано изменение “психики” животных с изменениями морфологическими, изменением планов строения; какие закономерности связывают разные формы поведения, как устроена система поведенческих актов; как связано устройство нервной системы со спецификой поведения - такие вопросы решались в конце XIX и начале ХХ века. С тех пор прошло почти сто лет, и все это время продолжалось развитие экспериментального изучения поведения. Собрано огромное, совершенно невообразимое для непосвященного количество фактического материала. Сделанное в зоопсихологии за ХХ век на порядки превышает весь объем фактов, полученных за прежние столетия.
А что же вопросы, которые ранее ставила перед собой эта наука? Нельзя сказать, что ответ на них стал хоть немного яснее, чем в начале ХХ века. К прежнему разнобою фактов, полученных на разных объектах, добавился огромный разнобой несопоставимых методов исследования. Огромные массы накопленного материала почти не поддаются обобщению. Старые вопросы не были решены, они ушли в прошлое вместе со старой сравнительной парадигмой зоопсихологии. Современная зоопсихология и близкие к ней области научного знания успешно решают другие задачи - новые, вызванные к жизни самой природой экспериментальных методов. Мы сейчас много лучше представляем себе биохимические основы, лежащие в основании поведения. Очень многое известно о его морфологической основе - нервных ансамблях и всей цитологии нервной системы. В той области элементарных основ и причин, на которой специализируется экспериментальная биология, мы узнали о поведении очень многое. Но все поставленные ранее вопросы остались без ответа. Более того, не возникло серьезных новых вопросов. Происходит количественное развитие: уточняются причины причин и элементы элементов, появляются все новые возможности для инженерного вмешательства в поведение, но это чудесным образом происходит вне понимания того, во что, собственно, можно вмешаться.
Примерно так же обстоят дела и в других науках, которые давно вошли в сферу экспериментальной биологии. И мы можем заметить, что то же самое происходит и в тех областях, которые только недавно вступили в “экспериментальную стадию”. В систематике с внедрением количественных методов кардинально вырастает количество полученных данных о соотношениях групп и катастрофически падает сравнимость этих данных, а также осмысленность получаемых результатов. Результат оказывается в наибольшей степени зависящим не от исследователя (“субъективизм”) и не от предмета исследования (“натурализм”) - он зависит от метода. Вне метода результат, полученный в рамках новой парадигмы, не существует, а вариаций методов становится все больше. И вместо несравнимости результатов по “субъективным” причинам, которая ставилась в вину “традиционным” (сравнительным) областям естествознания, возникает новая, еще большая несопоставимость результатов, которую следовало бы назвать “экспериментализмом”.
Здесь проявляется та сторона научного исследования, которая до сих пор привлекала недостаточное внимание. За время своего длительного развития наука на многочисленных ошибках выучила урок и в основу научного метода было положено правило воспроизводимости результатов. Сейчас оно стало азбукой научного исследования, и любой метод, любая работа, не удовлетворяющая этому условию, научной не считается. Однако любая ошибка связана с методом, ее порождающим. Невоспроизводимость результата - ошибка познания, ошибка, связанная со сравнительным методом исследования, - слабое место этого метода. То есть наука, развившаяся до стадии сравнительного метода и получившая с его помощью множество ценных результатов, обнаружила также и его главный недостаток. Ошибка была осознана и выработано правило воспроизводимости, лишь при выполнении которого сравнительное исследование может работать.
Затем произошла смена научного метода в естествознании. Произошло это недавно, первые следы нового метода можно обнаружить в конце XIX, а начало расцвета в ХХ веке. Было получено великое множество чрезвычайно интересных результатов, и новый метод прекрасно зарекомендовал себя в отношении ошибки невоспроизводимости. Это уже не его ошибка; экспериментальный метод, конечно, должен давать воспроизводимые результаты, именно воспроизводимость в эксперименте достаточно легко контролировать.
Можно высказать еще более сильное суждение, обоснование которого слишком громоздко, чтобы здесь его приводить. Дело в том, что экспериментом, собственно, и является воспроизводимый опыт. Пока опыт невоспроизводим, работа экспериментального метода не складывается; как говорят, идет “отладка методики”. Воспроизводимый, устойчивый результат есть показатель сложившегося эксперимента. Воспроизводимость из предмета постоянного внимания и контроля, каким она была на сравнительной стадии науки, из внешнего критерия оценки работы стала составной частью новой научной парадигмы.
А что же ошибки экспериментального метода? Родовой ошибкой экспериментального метода является несравнимость результатов, полученных с помощью различных вариаций метода. Результат неотделим от конкретного варианта экспериментального метода, и тем самым метод входит в картину мира, которую открывает экспериментальное исследование.
Итак, следует подчеркнуть, что каждому этапу развития науки соответствует свой тип ошибок. Естественно, в научном исследовании можно допустить множество ошибок, но у каждого метода имеется основная их причина, крайне трудно исправимая именно при данном методе.
В XVII-XVIII веках действовала натуралистическая парадигма, производились наблюдения и описания. Ошибкой данного метода была неточность. В результате вырабатывались все более строгие методы описания наблюдений, складывалась определенная культура точного описания. Затем в XIX веке развился сравнительный метод. Его основной ошибкой была невоспроизводимость. Это не значит, что требования точности описания перестали быть важными, однако сравнительный метод самим своим устройством во многом гарантирован от погрешностей неточного описания. Стала складываться новая научная культура, призванная защитить познание от имеющегося дефекта метода. Наконец, в ХХ веке развился экспериментальный метод, ошибкой которого является несравнимость результатов. Методов устранения этой ошибки пока не придумано. Несравнимость разлагает научное познание, так сказать, изнутри. Внутри каждого отдельного метода и методики “все чисто”, наблюдается явный прогресс познания и формируется определенная картина мира. Такой метод представляет собой как бы науку в миниатюре, поскольку он удовлетворяет всем старым критериям научного знания и дает результат - научную картину мира. Однако множество таких методов формирует взаимоисключающие картины мира, и у нас нет способа их сопоставления. Недаром на время господства экспериментального метода пришлась интенсивная дифференциация наук.
Указанные последствия применения экспериментального метода требуют осмысления, выработки специальных правил работы. Другая неприятность состоит в том, что результаты, полученные сравнительным методом, не имеют смысла в “прекрасном новом мире” новой методологии науки, и тем самым каждая экспериментальная методика лишена сообщения не только с другими, параллельно развивающимися экспериментальными методами, но и с прошлыми достижениями данной научной дисциплины. С изобретением каждого нового подхода теряются достижения всех предыдущих работ, каждый новый метод, “маленькая наука”, начинает исследование предмета почти с нуля и стремится к созданию собственной картины мира.
Для того чтобы понять, чего требует парадигма экспериментальной биологии, надо обратить внимание на то, как достигалась воспроизводимость результатов в прежней сравнительной парадигме. Хорошо известно, что полученный в каком-либо исследовании результат должен быть не просто высказан; вместе с результатом должны быть точно описаны все условия его получения. Именно этим точным описанием условий достигается воспроизводимость результата. При этом исследователю требуется провести дополнительную работу: он сам должен выяснить, какие условия важны для его результата и их следует описать, а какие - не важны, и о них нет необходимости сообщать подробно. Эта дополнительная по отношению к публикации самого результата работа исследователя и служит гарантией воспроизводимости результата. Обратим внимание на то, чем обеспечивается воспроизводимость - точным описанием. Способность к точному описанию наука выработала на предыдущей, натуралистической стадии, и теперь прежнее достижение используется для новых задач, уже не в качестве самоцели, а для гарантии воспроизводимости результата.
Отсюда можно понять, чем должна быть дополнена экспериментальная биология. Помимо публикации результата и точного описания условий его получения, что гарантирует воспроизводимость, исследователь в области экспериментальной биологии должен затратить дополнительные усилия для того, чтобы его результат можно было сравнить с результатами, полученными иными методами. Этот исследователь должен выполнить работу сравнения методов, а для этого каждый метод должен быть рационально и ясно описан, представлен в виде, дающем возможность сравнения.
На деле такое легкое на словах правило оказывается очень большой работой. Например, для получения некоторого результата исследователь воспользовался компьютерной программой. Для выполнения условия воспроизводимости он должен указать спецификации этой программы и способ ввода данных, после этого любой исследователь может взять эти данные, раздобыть программу, и убедиться, что результат действительно тот, о котором сообщил первый исследователь. Но для сопоставимости результатов этого совершенно недостаточно. Требуется четкое изложение, что именно делает данная программа, требуется понимание алгоритма, т.е. выявление тех параметров преобразования данных, которые являются существенными при сравнении с иными методами. Короче, требуется рационализация экспериментального метода. Эта дополнительная и весьма объемистая работа не нужна для соблюдения критерия воспроизводимости, но требуется для выполнения критерия сопоставимости данных. К сожалению, необходимость соблюдения этого нового критерия научного познания, возникающего из применения новой методики получения знания, еще не осознана, хотя экспериментальный метод нельзя назвать таким уж молодым и недавно появившимся.
Волна экспериментальных исследований, проходящая на протяжении века по самым разным областям биологии - позволяет сделать следующий шаг в изучении самого экспериментального метода. В самом деле, мы можем попытаться оценить последствия распространения этой научной программы. Дело в том, что изнутри каждой отдельно взятой науки чрезвычайно трудно наблюдать, прогрессивно ли она развивается, применяя те или иные методы и подходы, или зашла в тупик. Причина подобного затруднения понятна: нет точки отсчета. Новые исследования приносят новые факты, новые гипотезы и темы работ. Кажется очевидным, что идет прогрессивное развитие, независимо от того, что происходит на самом деле. Сравнивать результаты отдельной науке не с чем: нельзя же сопоставить открытия экологии и систематики, слишком специфичными являются эти области знания, несопоставимыми кажутся результаты. Однако, обратив внимание на то, что в самых различных науках за разными названиями происходящих в них на протяжении ХХ века перемен, скрывается одно крупное методологическое решение - внедрение экспериментальных методов, - мы можем попытаться “заглянуть в будущее”.
Прежде всего выясняется, что переход к новой методологии приводит к кардинальному изменению данной науки; не только ее средства, методы, но и цели, ожидаемые результаты глубоко изменяются. Например, обратимся к изучению поведения животных. В начале ХХ века существовало несколько крупных вопросов, на которые должна была ответить наука о поведении. Необходимо было выстроить данные о поведении таким образом, чтобы понять, что именно изменяется в поведении с ростом сложности организации животного и положением его в эволюционном ряду форм. Как связано изменение “психики” животных с изменениями морфологическими, изменением планов строения; какие закономерности связывают разные формы поведения, как устроена система поведенческих актов; как связано устройство нервной системы со спецификой поведения - такие вопросы решались в конце XIX и начале ХХ века. С тех пор прошло почти сто лет, и все это время продолжалось развитие экспериментального изучения поведения. Собрано огромное, совершенно невообразимое для непосвященного количество фактического материала. Сделанное в зоопсихологии за ХХ век на порядки превышает весь объем фактов, полученных за прежние столетия.
А что же вопросы, которые ранее ставила перед собой эта наука? Нельзя сказать, что ответ на них стал хоть немного яснее, чем в начале ХХ века. К прежнему разнобою фактов, полученных на разных объектах, добавился огромный разнобой несопоставимых методов исследования. Огромные массы накопленного материала почти не поддаются обобщению. Старые вопросы не были решены, они ушли в прошлое вместе со старой сравнительной парадигмой зоопсихологии. Современная зоопсихология и близкие к ней области научного знания успешно решают другие задачи - новые, вызванные к жизни самой природой экспериментальных методов. Мы сейчас много лучше представляем себе биохимические основы, лежащие в основании поведения. Очень многое известно о его морфологической основе - нервных ансамблях и всей цитологии нервной системы. В той области элементарных основ и причин, на которой специализируется экспериментальная биология, мы узнали о поведении очень многое. Но все поставленные ранее вопросы остались без ответа. Более того, не возникло серьезных новых вопросов. Происходит количественное развитие: уточняются причины причин и элементы элементов, появляются все новые возможности для инженерного вмешательства в поведение, но это чудесным образом происходит вне понимания того, во что, собственно, можно вмешаться.
Примерно так же обстоят дела и в других науках, которые давно вошли в сферу экспериментальной биологии. И мы можем заметить, что то же самое происходит и в тех областях, которые только недавно вступили в “экспериментальную стадию”. В систематике с внедрением количественных методов кардинально вырастает количество полученных данных о соотношениях групп и катастрофически падает сравнимость этих данных, а также осмысленность получаемых результатов. Результат оказывается в наибольшей степени зависящим не от исследователя (“субъективизм”) и не от предмета исследования (“натурализм”) - он зависит от метода. Вне метода результат, полученный в рамках новой парадигмы, не существует, а вариаций методов становится все больше. И вместо несравнимости результатов по “субъективным” причинам, которая ставилась в вину “традиционным” (сравнительным) областям естествознания, возникает новая, еще большая несопоставимость результатов, которую следовало бы назвать “экспериментализмом”.
Здесь проявляется та сторона научного исследования, которая до сих пор привлекала недостаточное внимание. За время своего длительного развития наука на многочисленных ошибках выучила урок и в основу научного метода было положено правило воспроизводимости результатов. Сейчас оно стало азбукой научного исследования, и любой метод, любая работа, не удовлетворяющая этому условию, научной не считается. Однако любая ошибка связана с методом, ее порождающим. Невоспроизводимость результата - ошибка познания, ошибка, связанная со сравнительным методом исследования, - слабое место этого метода. То есть наука, развившаяся до стадии сравнительного метода и получившая с его помощью множество ценных результатов, обнаружила также и его главный недостаток. Ошибка была осознана и выработано правило воспроизводимости, лишь при выполнении которого сравнительное исследование может работать.
Затем произошла смена научного метода в естествознании. Произошло это недавно, первые следы нового метода можно обнаружить в конце XIX, а начало расцвета в ХХ веке. Было получено великое множество чрезвычайно интересных результатов, и новый метод прекрасно зарекомендовал себя в отношении ошибки невоспроизводимости. Это уже не его ошибка; экспериментальный метод, конечно, должен давать воспроизводимые результаты, именно воспроизводимость в эксперименте достаточно легко контролировать.
Можно высказать еще более сильное суждение, обоснование которого слишком громоздко, чтобы здесь его приводить. Дело в том, что экспериментом, собственно, и является воспроизводимый опыт. Пока опыт невоспроизводим, работа экспериментального метода не складывается; как говорят, идет “отладка методики”. Воспроизводимый, устойчивый результат есть показатель сложившегося эксперимента. Воспроизводимость из предмета постоянного внимания и контроля, каким она была на сравнительной стадии науки, из внешнего критерия оценки работы стала составной частью новой научной парадигмы.
А что же ошибки экспериментального метода? Родовой ошибкой экспериментального метода является несравнимость результатов, полученных с помощью различных вариаций метода. Результат неотделим от конкретного варианта экспериментального метода, и тем самым метод входит в картину мира, которую открывает экспериментальное исследование.
Итак, следует подчеркнуть, что каждому этапу развития науки соответствует свой тип ошибок. Естественно, в научном исследовании можно допустить множество ошибок, но у каждого метода имеется основная их причина, крайне трудно исправимая именно при данном методе.
В XVII-XVIII веках действовала натуралистическая парадигма, производились наблюдения и описания. Ошибкой данного метода была неточность. В результате вырабатывались все более строгие методы описания наблюдений, складывалась определенная культура точного описания. Затем в XIX веке развился сравнительный метод. Его основной ошибкой была невоспроизводимость. Это не значит, что требования точности описания перестали быть важными, однако сравнительный метод самим своим устройством во многом гарантирован от погрешностей неточного описания. Стала складываться новая научная культура, призванная защитить познание от имеющегося дефекта метода. Наконец, в ХХ веке развился экспериментальный метод, ошибкой которого является несравнимость результатов. Методов устранения этой ошибки пока не придумано. Несравнимость разлагает научное познание, так сказать, изнутри. Внутри каждого отдельного метода и методики “все чисто”, наблюдается явный прогресс познания и формируется определенная картина мира. Такой метод представляет собой как бы науку в миниатюре, поскольку он удовлетворяет всем старым критериям научного знания и дает результат - научную картину мира. Однако множество таких методов формирует взаимоисключающие картины мира, и у нас нет способа их сопоставления. Недаром на время господства экспериментального метода пришлась интенсивная дифференциация наук.
Указанные последствия применения экспериментального метода требуют осмысления, выработки специальных правил работы. Другая неприятность состоит в том, что результаты, полученные сравнительным методом, не имеют смысла в “прекрасном новом мире” новой методологии науки, и тем самым каждая экспериментальная методика лишена сообщения не только с другими, параллельно развивающимися экспериментальными методами, но и с прошлыми достижениями данной научной дисциплины. С изобретением каждого нового подхода теряются достижения всех предыдущих работ, каждый новый метод, “маленькая наука”, начинает исследование предмета почти с нуля и стремится к созданию собственной картины мира.
Для того чтобы понять, чего требует парадигма экспериментальной биологии, надо обратить внимание на то, как достигалась воспроизводимость результатов в прежней сравнительной парадигме. Хорошо известно, что полученный в каком-либо исследовании результат должен быть не просто высказан; вместе с результатом должны быть точно описаны все условия его получения. Именно этим точным описанием условий достигается воспроизводимость результата. При этом исследователю требуется провести дополнительную работу: он сам должен выяснить, какие условия важны для его результата и их следует описать, а какие - не важны, и о них нет необходимости сообщать подробно. Эта дополнительная по отношению к публикации самого результата работа исследователя и служит гарантией воспроизводимости результата. Обратим внимание на то, чем обеспечивается воспроизводимость - точным описанием. Способность к точному описанию наука выработала на предыдущей, натуралистической стадии, и теперь прежнее достижение используется для новых задач, уже не в качестве самоцели, а для гарантии воспроизводимости результата.
Отсюда можно понять, чем должна быть дополнена экспериментальная биология. Помимо публикации результата и точного описания условий его получения, что гарантирует воспроизводимость, исследователь в области экспериментальной биологии должен затратить дополнительные усилия для того, чтобы его результат можно было сравнить с результатами, полученными иными методами. Этот исследователь должен выполнить работу сравнения методов, а для этого каждый метод должен быть рационально и ясно описан, представлен в виде, дающем возможность сравнения.
На деле такое легкое на словах правило оказывается очень большой работой. Например, для получения некоторого результата исследователь воспользовался компьютерной программой. Для выполнения условия воспроизводимости он должен указать спецификации этой программы и способ ввода данных, после этого любой исследователь может взять эти данные, раздобыть программу, и убедиться, что результат действительно тот, о котором сообщил первый исследователь. Но для сопоставимости результатов этого совершенно недостаточно. Требуется четкое изложение, что именно делает данная программа, требуется понимание алгоритма, т.е. выявление тех параметров преобразования данных, которые являются существенными при сравнении с иными методами. Короче, требуется рационализация экспериментального метода. Эта дополнительная и весьма объемистая работа не нужна для соблюдения критерия воспроизводимости, но требуется для выполнения критерия сопоставимости данных. К сожалению, необходимость соблюдения этого нового критерия научного познания, возникающего из применения новой методики получения знания, еще не осознана, хотя экспериментальный метод нельзя назвать таким уж молодым и недавно появившимся.