Кто изобрел Вселенную? Страсти по божественной частице в адронном коллайдере и другие истории о науке, вере и сотворении мира - Алистер Макграт

Однако вскоре все поняли, что просто неправильно понимали текст. Было предложено новое толкование: Бог «создал Землю, и она крепка».

Новое мировоззрение не всем пришлось по душе. Самыми непримиримыми противниками Коперника были собратья-ученые, а не религиозные люди, как часто полагают[99].

У теории Коперника было два основных недостатка. Во-первых, она позволяла рассчитать движение планет ненамного точнее модели Птолемея. Причина была проста. Коперник ошибочно предположил, что планеты движутся вокруг Солнца по идеальным окружностям, а теперь мы знаем, что они движутся по эллипсам – вытянутым окружностям, и Солнце расположено не на пересечении осей эллипса, а слегка смещено. Это открытие было сделано лишь несколько десятков лет спустя, в начале XVII века, – его сделал Иоганн Кеплер в результате тщательного изучения движения планеты Марс. Во-вторых, если бы теория Коперника была верна, то, поскольку Земля движется в пространстве, рисунок неподвижных звезд должен был меняться в зависимости от времени года. Это исследовал датский астроном Тихо Браге (1546–1601), который не обнаружил никаких следов подобного «параллакса». Теперь мы знаем, почему Браге не смог его пронаблюдать. В то время никто и не подозревал, насколько дальше Солнца находятся звезды, и крошечный параллакс, незаметный невооруженным глазом, удалось пронаблюдать лишь после усовершенствования телескопа в начале XIX века. Потому-то Браге и сделал вывод, что по данным наблюдений Солнце вращается вокруг Земли, а не наоборот. Следует понимать, что такое толкование нельзя считать неверным: оно было сделано на основе данных, доступных Браге на тот момент.

Этот краткий экскурс в раннюю историю современной астрономии интересен и сам по себе, но не только – он еще и позволяет увидеть три обстоятельства, без которых невозможно правильно понять, как создаются научные теории. Эти обстоятельства очевидны и из других эпизодов истории науки, а случай Коперника я выбрал лишь потому, что здесь они проявлены нагляднее всего.

I. Наука стремится найти ту теоретическую модель, которая «лучше всего соответствовала бы» наблюдениям. Какая теория лучше, всегда будет предметом споров. Начнем с того, что данные накапливаются и совершенствуются со временем. А во-вторых, будут и вторичные споры по поводу критериев оценки теорий. Какую выбрать – самую простую? Или самую красивую? Однако эти трудности ни в коей мере не отвлекают науку от поисков наилучшего способа осмыслить Вселенную. Ученые зачастую ловят себя на том, что убеждены – и вполне обоснованно, – что та или иная теория верна, но доказать ее не могут. Более того, возможно, и не смогут никогда. Однако они (по праву) продолжают считать, что она верна, поскольку знают, что хорошей теории можно доверять, пока не появятся данные, которые потребуют отказаться от нее в пользу какой-то другой теории, у которой доказательная база окажется лучше.

II. Это значит, что научные теории – временные. Их нельзя доказать раз и навсегда, в отличие от математических теорем. В каждый момент времени научное сообщество предпочитает какое-то мировоззрение (средневзвешенно). Однако ученые прекрасно знают, что их последователи – может быть, совсем скоро, а может быть, в отдаленном будущем, – вспомнят о них и скажут: «Да-да, так когда-то считали. Но сейчас мы думаем иначе». По мере научного прогресса какие-то представления приходится оставлять позади. Однако лучшие теории не исчезают бесследно – как правило, их изменяют и инкорпорируют в более удачные. Вспомним хотя бы, что в рамках теории относительности Эйнштейна нашлось место для законов Ньютона – теория относительности воздала должное их успехам и очертила границы их применимости.

III. Большинству теорий приходится иметь дело с аномалиями, то есть с наблюдательными данными, которые не вполне в них вписываются. Очень наивный ученый может подумать, будто этого достаточно, чтобы отказаться от теории. Однако наука мудрее. Она знает, что на самом деле все редко бывает так просто. Может статься, что теория верна, просто нуждается в некоторых мелких уточнениях. Вспомним, как Кеплер показал, что Коперник был прав в главном – в том, что в центре нашей планетной системы находится Солнце, – но ошибался в относительно второстепенном вопросе о форме орбит. А иногда что-то, что мы считаем главным недостатком теории, оказывается впоследствии не таким важным, как мы думали, или просто недоразумением – вот, скажем, опасения Тихо Браге по поводу отсутствия параллакса у звезд.

Большинство читателей увидят, что все три пункта относятся и к религии. К первому и второму мы еще не раз вернемся. А как же третий? Как быть с ситуациями, когда что-то в религии не соответствует данным наблюдений? В Средние века богословы бились с вопросом о вечности мира. Тогдашняя наука говорила, что Вселенная была всегда, а вера учила, что она возникла в какой-то момент. Очевидная аномалия – и чтобы обойти ее, пришлось, в сущности, мириться с двоемыслием, поскольку доступные в то время научные методы не могли разрешить это противоречие. В конечном итоге наука отказалась от идеи вечности Вселенной и придерживается представлений, которые не тождественны религиозной идее сотворения мира, однако ничуть ей не противоречат.

Религия тоже должна работать с аномалиями. В случае христианства такой аномалией – по крайней мере, на первый взгляд – мне кажется существование страдания. Однако христианские теологи всех времен утверждали, что можно найти способ понимать страдание таким образом, чтобы уменьшить интеллектуальное бремя этой проблемы и помочь нам бороться с житейскими невзгодами.

Об этом еще есть что сказать, но нам нужно двигаться дальше и обсудить место данных и доказательства в науке, а также несколько смежных вопросов.

Данные, доказательства и вера в науке

Доказывает ли наука свои теории? Распространенное заблуждение, которого и я когда-то придерживался, гласит, что ученые – люди сверхрациональные и принимают только то, что можно доказать на основании данных. Как и во всех распространенных заблуждениях, здесь есть доля правды. Наука и есть поиск лучшего объяснения наблюдений. Но доказать, что какая-то теория лучше всех, часто бывает трудно, особенно потому, что никак не удается добиться согласия по поводу критериев: простота? Изящество? Доступность? Плодотворность? Впрочем, главное очевидно: наука делает ставку на обоснованные убеждения, полученные в результате публичных обсуждений вопроса о том, какое толкование общедоступных данных считать наилучшим.

Тут философ вправе возразить, что мы говорим о науке и доказательстве как-то слишком вольно, и указать, что в строгом смысле слово «доказательство» применимо лишь к логике и математике. Мы можем доказать, что 2 + 2 = 4 и что «часть меньше целого». Что ж, справедливо. Но все же вполне можно выразиться и так: наука дает нам полные основания верить, что те или иные положения истинны, например что химическая формула воды – Н2О или что среднее расстояние от Земли до Луны – примерно 384 500 километров.

Вспомним уже приводившиеся слова Ричарда Докинза о вере: «Если бы имелись надежные доказательства, то вера как таковая была бы излишней, так как эти доказательства убеждали бы нас сами по себе». Безо всяких сомнений замечу, что надежные свидетельства заставляют меня верить, что формула воды Н2О и что до Луны в среднем 384 500 километров. Просто Докинз путает «полное отсутствие подтверждающих данных» и «отсутствие полностью подтверждающих данных». Данные, как знает любой практикующий ученый, могут быть неоднозначными, уводить в разные стороны и допускать разные толкования.

Яркий пример – нынешние споры космологов о том, сколько Вселенных породил Большой взрыв – одну или много (множественную Вселенную)[100]. Я знаю многих выдающихся ученых, поддерживающих первый вариант, и многих не менее выдающихся ученых – сторонников второго. И те и другие, бесспорно, мыслящие и осведомленные специалисты, принимают решения на основе того, как, по их мнению, лучше всего толковать данные, и верят – хотя и не могут доказать – что их толкование истинно.

Подобная дилемма отнюдь не нова. Это неотъемлемая часть научной деятельности. С похожей проблемой столкнулся Чарльз Дарвин, когда разрабатывал теорию естественного отбора. Чтобы окончательно и бесповоротно убедиться в ее истинности, попросту не хватало данных, более того, у этой теории было несколько крупных недостатков, в частности, она не объясняла, как изменения переходят от родителей к потомству [101]. Более того, все, что было известно о мире природы, вполне объяснялось конкурирующими теориями эволюции, например, трансформизмом[102]. Все мы читали популярные, упрощенные рассказы, как Дарвин триумфально доказал свою теорию. Но гораздо важнее прочитать самого Дарвина, который ясно и недвусмысленно дает понять, что чувствовал, что может доверять своей теории, невзирая на слабость доказательств.