Факты — основа знания

Факты — основа знания

Одна из самых существенных, характерных особенностей науки состоит в том, что она опирается на изучение и анализ реальных фактов, т. е. тех или иных явлений, происходящих в окружающем нас мире.

«Чисто логическое мышление, — писал А. Эйнштейн, — само по себе не может дать никаких знаний о мире фактов; все познание реального мира исходит из опыта и завершается им».

Факты, зарегистрированные в самой природе или в специально осуществленных исследованиях, служат материалом научного познания.

О том, что научные факты действительно отражают реальные явления, говорят те способы, с помощью которых они добываются.

Наиболее простой способ регистрации фактов — наблюдение природы. Непосредственно или, как это чаще всего бывает в современной пауке, с помощью специальных устройств (электронных микроскопов, телескопов, радиотелескопов и других приборов) исследователь наблюдает ход тех или иных процессов и фиксирует интересующие его события.

Наблюдения — нс столь пассивный способ изучении природы, как может показаться на первый взгляд. Как подчеркивает известный советский ученый академии В. А. Амбарцумян, и наблюдатель в большинстве случаев располагает возможностью активно выбирать объекты наблюдения в соответствии со своими исследовательскими задачами.

В частности, он может сознательно использовать такие естественные сочетания природных процессов, которые позволяют осуществить наблюдения изучаемого явления.

Яркий пример — проверка одного из основных выводов общей теории относительности Эйнштейна об искривлении световых лучей под действием сил тяготения. Для этой цели используется момент подпой фазы солнечного затмения, когда появляется уникальная возможность одновременно сфотографировать перекрытый Луной солнечный диск и звезды, расположенные в этот момент вблизи его края. Затем полученные фотографии сравниваются с обычными снимками звездного неба. И если расположение одних и тех же звезд на этих фотографиях не совпадает, то по их смещению можно оценить степень искривления световых лучей при прохождении в непосредственной близости от Солнца.

Но как бы там ни было, наблюдатель все же во многом зависит от естественного хода интересующих его природных процессов. Скажем, наиболее удобное время для наблюдения планеты Марс приходится на те несколько месяцев (один раз в два года), когда Земля и Марс располагаются по одну сторону от Солнца. Во все остальное время Марс теряется в ярких лучах Солнца и почти недоступен телескопическим наблюдениям.

В не менее сложном положении оказываются ученые при наблюдении солнечной короны — самой внешней оболочки нашего дневного светила. С наземных обсерваторий в обычных условиях корона не видна: ее слабое сияние теряется в рассеянном свете земного неба. Корону можно наблюдать либо с помощью особых внезатменных коронографов высоко в горах, либо во время полных солнечных затмений, когда диск Луны перекрывает яркую фотосферу.

Но, во-первых, полные солнечные затмения происходят довольно редко, а во-вторых, их полная фаза, во время которой только и можно наблюдать солнечную корону, длится всего несколько минут.

Значительно более активным и эффективным способом изучения природы является эксперимент.

Экспериментатор по своему желанию тем или иным путем изменяет состояние интересующего его объекта (нагревает его, воздействует электрическим или магнитным полем, подвергает действию химических веществ и т. д.) и наблюдает последствия этих изменений.

Другими словами, исследователь, осуществляя тот или иной эксперимент, сознательно создает такие условия или такое сочетание событий или так направляет течение природных процессов, что интересующее его явление приоткрывается с определенной стороны.

«Эксперимент, — писал один из основоположников современной физики Луи де Бройль, — неотъемлемая основа любого прогресса этих (естественных. — В. К.) наук, эксперимент, из которого мы исходим и к которому мы всегда возвращаемся, — лишь он один может служить нам источником знаний о реальных фактах…»

В отличие от наблюдения эксперимент при наличии соответствующих условий (теоретические предпосылки, аппаратура и т. п.) может быть, в принципе, произведен в любое время и повторен любое число раз. Кроме того, в зависимости от полученных результатов в ход эксперимента можно вносить необходимые изменения и поправки и получать новые результаты.

Таким образом, эксперимент — это наиболее активный способ познания реального мира.

В эксперименте ученый вызывает то или иное явление из его условий и может повторить эту операцию многократно.

Воспроизводимость того или иного эксперимента, как, впрочем, и наблюдения, есть одно из необходимых, обязательных требований, предъявляемых к любому научному исследованию. Эксперимент или наблюдение, которые невозможно повторить и тем самым невозможно проверить, фактически лежат за пределами науки.

Таким образом, процесс научного исследования основывается на фактах, добываемых в результате изучения реального мира. Однако, для того чтобы удостовериться в том, что научные знания в самом деле отражают объективную действительность, необходимо отчетливо представлять себе и те трудности, с которыми сталкивается ученый в ходе наблюдательных или экспериментальных исследований, а также природу тех ошибок, которые иногда вкрадываются в полученные данные.

Прежде всего необходимо заметить, что, хотя результаты научных наблюдений и экспериментов отражают свойства реальных явлений, это отнюдь не означает, что такие результаты представляют собой безупречную зеркальную копию тех или иных природных процессов.

Дело прежде всего в том, что показание того или иного измерительного прибора — отклонение стрелки или почернение фотопластинки — само по себе еще не является научным фактом. Чтобы показание прибора стало фактом, оно должно быть соответствующим образом истолковано, интерпретировано. А такая интерпретация может быть осуществлена лишь в рамках определенной научной теории.

«…Эксперимент никогда не имеет характера простого факта, который можно только констатировать, — подчеркивал Луи де Бройль. — В изложении этого результата всегда содержится некоторая доля истолкования, следовательно, к факту всегда примешаны теоретические представления».

И если в какой-либо области науки имеются в данный момент конкурирующие теоретические концепции, то одни и те же наблюдательные или экспериментальные данные могут получить с точки зрения этих концепций совершенно различные истолкования.

Например, на протяжении длительного времени одни и те же детали, видимые на телескопических фотографических изображениях кольцевых лунных гор-кратеров, интерпретировались сторонниками гипотезы вулканического формирования лунного рельефа как вулканические образования, а сторонниками метеоритной гипотезы как метеоритные воронки.

Источником всякого рода ошибок может служить несовершенство применяемой аппаратуры, различные помехи и посторонние эффекты, которые не всегда сразу удается должным образом учесть, а также попытки истолковать показания приборов на пределе их чувствительности.

Классический пример — знаменитая история с «каналами» на Марсе. В конце прошлого столетия итальянский астроном Скиапарелли обнаружил на поверхности красноватой планеты загадочную сетку темных линий, пересекавших ее в различных направлениях. Их приняли тогда за гидротехнические сооружения разумных обитателей нашего космического соседа. Впоследствии загадочные линии обнаруживались и на фотографиях Марса, сделанных с помощью достаточно крупных современных телескопов.

Однако в дальнейшем, благодаря применению космической техники, позволившей сфотографировать поверхность Марса с близкого расстояния, выяснилось, что таинственные каналы всего лишь оптическая иллюзия. Благодаря огромному расстоянию при наблюдениях с Земли обособленные мелкие образования на марсианской поверхности сливались в сплошные темные линии.

В иных случаях ложные выводы возникают вследствие пел ранил ьио поставленных экспериментов. Одно из обязательных условий надежности научных заключений — чистота опыта. Любой научный эксперимент должен осуществляться таким образом, чтобы было надежно гарантировано отсутствие каких-либо посторонних, внешних влияний на его результат. Иначе неизбежны ошибки.

Так, нашумевшая в свое время «теория» О. Лепешинской о том, что клетки животных, растений и микроорганизмов будто бы могут формироваться из некой «внеклеточной субстанции», возникла на основе нечисто поставленных опытов, во время которых руки экспериментатора были загрязнены простейшими организмами.

Несколько лет назад появилось сенсационное сообщение о том, что в метеоритах обнаружены микроорганизмы.

Однако и это сообщение было результатом элементарной ошибки. В процессе исследования не были приняты достаточно надежные меры против внешнего «загрязнения» изучаемых материалов.

С другой стороны, современный научный эксперимент (например, исследования в области физики микропроцессов) в ряде случаев отличается необыкновенной сложностью. И далеко не всегда удается в достаточной степени учесть все привходящие обстоятельства, способные влиять на полученные результаты.

Так, за последние годы в научной печати не раз появлялись сообщения о том, что в той или иной физической лаборатории наконец обнаружены кварки гипотетические фундаментальные частицы вещества. Однако повторные исследования этого не подтверждали. Не менее показательна история с поиском так называемых гравитационных волн, или волн тяготения.

Из общей теории относительности Эйнштейна вытекает, что в пространстве должны распространяться волны тяготения, возникающие в результате некоторых космических процессов, например вращения двойных звезд. Эти волны напоминают хорошо нам знакомьте электромагнитные волны, но их энергия чрезвычайно мала, и поэтому их весьма трудно зарегистрировать.

Тем не менее несколько лет назад американский физик Дж. Вебер построил необыкновенно чувствительную аппаратуру для обнаружения гравитационных волн. Приборы были установлены и вскоре несколько раз зарегистрировали ожидаемый эффект. На этом основании Вебер пришел к заключению, что волны тяготения обнаружены.

Однако, когда другие исследователи в разных странах попытались повторить эксперименты Вебера, полученные им результаты не подтвердились. В конце концов тщательный анализ привел ученых к заключению, что аппаратура Вебера на самом деле зарегистрировала не гравитационные волны, а какие-то совсем иные эффекты.

Вот почему современные физики не спешат делать далеко идущие выводы до тех пор, пока результат того или иного эксперимента не будет многократно проверен и надежно подтвержден.

Нельзя не учитывать и того обстоятельства, что ученые — люди со своей индивидуальной психологией, со своими воззрениями, убеждениями, планами и надеждами. И потому может случиться так, что даже самый черствый и объективный экспериментатор может принять желаемое за действительное и прийти таким образом к ошибочному результату. Уже не говоря о лжеученых, которые сознательно «передергивают» или специально подтасовывают результаты наблюдений (к сожалению, бывают и такие случаи), стремясь подобным способом обосновать свои «идеи».

Разумеется, ученые принимают все меры к тому, чтобы избежать в процессе экспериментов и наблюдений нежелательных неточностей и ошибок. Но поскольку подобные ошибки являются следствием все усложняющегося процесса научного исследования, с возможностью их возникновения нельзя не считаться.

Значит ли это, однако, что результатам научных наблюдений и экспериментальных исследований вообще нельзя доверять? Подобное заключение было бы совершенно неправомерным.

В процессе длительного изучения природы наука выработала вполне надежную методику постановки экспериментов и наблюдений, достаточно хорошо гарантирующую исследователя от грубых ошибок.

Не могут служить свидетельством недостоверности научных данных о мире и те острые споры, которые нередко возникают в науке вокруг истолкования результатов тех или иных наблюдений и экспериментов. Подобные споры вполне естественны и нормальны для развития естествознания. Они являются необходимой составной частью процесса научного познания, одним из его необходимых этапов. По мере совершенствования экспериментальной а наблюдательной техники и накопления все большего количества опытных данных и теоретических знаний появляется возможность не только все более надежной оценки, соответствия добываемых в ходе научного исследования фактов реальной действительности, но и все более точного их истолкования, все более глубокого проникновения в сущность явлений.

Таким образом, наука представляет собой систему, развитие которой обеспечивает отбор все более достоверных данных о явлениях природы.