Спросите Итана: что делает теорию научной?

Бил Най на дебатах по поводу эволюционизма и креационизма, 2014 год

Если прислушаться к тёмным уголкам интернета, можно услышать, как люди осуждают такие хорошо обоснованные научные факты, как эволюция, Большой взрыв, и даже гравитация, говоря, что «это всего лишь теории». Конечно, между научной теорией вроде эволюции и библейской историей создания большая разница, но между атомной теорией и теорией флогистона разница ничуть не меньше. Одна принята, другая – нет, но обе они – научные теории. Есть ли хороший и осмысленный способ провести различие между ними? Читатель спрашивает:

Креационисты говорят, что «эволюция – это всего лишь теория», то есть, мы не уверены в том, что она истинна. Сотворение мира – это ещё одна теория". Агитирующие за науку отвечают, «нет, в науке у слова „теория“ значение отличается от разговорного». Не думаю, что это честный ответ. В некоторых случаях, например, с теорией эволюции, теорией универсальной гравитации, теорией относительности или квантовой теорией – да, это всё научные модели, подтверждённые экспериментально. Но везде ли в науке слово «теория» используется для таких подтверждённых теорий?

Здесь упомянуто несколько различных понятий, и из-за неряшливости разговорного языка легко заговориться, перепутать одно с другим и попасть в ловушку недопонимания. Давайте сконцентрируемся на трёх разных вещах, которые мы можем иметь в виду, говоря о «теории» в науке: идея, платформа, подтверждённая модель.

1) Идея. Обозначает то, что в разговорной речи именуют «теория», применяется к хорошим и плохим идеям, правильным и неправильным, научным и ненаучным. Все хорошие научные теории начинались в виде идей – допустим, эйнштейновская относительность, начавшаяся с идеи о том, что свет, идущий в направлении от вас, не будет замедляться, если попытаться его догнать. Но идея Васи с соседней улицы о том, что Луна – это метеорологический зонд, запускаемый правительством США, чтобы обмануть людей – это тоже идея. Когда кто-то начинает фразу: «У меня есть теория», без дальнейшей проверки качество этой идеи установить нельзя. В общем, отличительные особенности хорошей идеи – это:

• Правдоподобие – согласуется ли она с другими вещами, которые, как мы знаем, правдивы?
• Уникальность – отличается ли эта идея от более старых, уже существующих идей?
• Сила – объясняет ли эта идея несколько явлений или наблюдений, или же только одно?
• Простота – субъективное понятие, но хорошая идея обычно объясняет всё проще, чем другие. Тот ли это случай?
• Проверяемость – и, наконец, есть ли способ проверить эту идею, и определить, поддерживается ли она доказательствами?

Первыми 4-мя критериями неплохо обладать всякой идее, и они часто помогают проверить её качество – но только последний определяет, является ли она научной теорией, или нет.

Если её можно проверить и оценить на основании доказательств, измерений, экспериментов и наблюдений – идея научная. При этом неважно, какой именно у этих тестов будет результат.

2) Платформа. Для некоторых идей, обладающих перечисленными особенностями, необходимо поработать с их последствиями до того, как их можно будет проверить. И эти теории тоже научные! Это не значит, что они – имеющие силу научные теории, но наука состоит не только в конечном результате. Наука – это процесс исследований, выбора путей с неясной целью, открытия возможностей и согласие на то, чтобы природа удивляла вас. Множество научных идей служат платформами для исследований, в результате которых они могут подтвердиться, а могут и не подтвердиться. Среди них:

• Дополнительные измерения,
• суперсимметрия,
• теории великого объединения (ТВО),
• существование девятой планеты,
• теория струн –

и это только некоторые из них. Платформы, оказавшиеся неправильными, в своё время были научными – как теория плоской Земли, геоцентрическая теория, ламаркизм, статичная Вселенная или теория планеты Вулкан. Когда платформа опровергается, её отбрасывают до той поры, когда новое доказательство, если оно появляется, возвращает её, часто в новом виде.


Из всех перечисленных выше возможностей некоторые косвенные подтверждения имеются у теории о девятой планете, и наблюдения в следующие 10-20 лет должны подтвердить её или опровергнуть. Первичные ТВО предсказывали распад протонов примерно за 10³⁰ лет; наши сегодняшние оценки в 10³⁵ лет говорят о том, что те теории не могут быть верными, но могут быть правильными другие. В любом случае, это не столп науки, а просто некая основа для разных идей. Тогда как большинство теорий могут оставаться в этом списке очень долго, теория девятой планеты либо будет выброшена, либо переместится в пантеон теорий.

3) Подтверждённая и принятая модель. Это цель любой научной теории. Ваша идея оказалась не только правдоподобной, уникальной, сильной, простой и проверяемой, не только превратилась в платформу, на основе которой можно выработать последствия и сделать предсказания, но эти предсказания были проверены всеми возможными способами и успешно прошли все проверки. Вот так теория должна подниматься на верхушку пищевой пирамиды! Здесь, наверху, воздух разрежен, и живут такие теории, как дарвиновская эволюция, эйнштейновская гравитация и квантовая теория поля. Здесь и Большой взрыв, вместе с космической инфляцией, тёмной материей и тёмной энергией. И да, дорогие мои читатели, глобальное потепление тоже тут.

Вам нужно понять следующее: эти позиции не постоянны! Это ведущие научные теории нашего времени, но у всех их есть присущие им ограничения на диапазоны действия. Возможно, когда-нибудь теория струн заменит как эйнштейновскую гравитацию, так и квантовую теорию поля, или же другая теория квантовой гравитации собьёт Эйнштейна с вершины. Это не значит, что Эйнштейн ошибался, просто мы достигнем ограничения в том, что эйнштейновская гравитация может сообщить нам, точно так же, как Эйнштейн показал, что лежит за пределами ньютоновской гравитации. Наука – это постоянно развивающийся процесс, в котором мы собираем всё больше информации о мире, и обоснованные научные теории, принятые в своей области – это самые ценные крупицы понимания и знания из всех, что у нас есть.

И всё же мы продолжаем тщательное изучение и расследование. Продолжаем порождать новые идеи и находить новые способы воскрешения старых. Каждый день количество собранной людьми информации о Вселенной возрастает, как и наше научное понимание всего, что в ней существует. Теория может быть научной разными путями – пока она в принципе проверяема, она научна – но не каждая научная теория оказывается верной. Величайшая радость – наблюдать, какая из огромного числа возможностей взойдёт на пантеон подтверждённых и принятых научных моделей, поскольку это квинтэссенция роста знаний о нашей Вселенной. Я бы поставил на то, что следующей будет теория о том, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. Но, как и все потенциально подтверждаемые идеи, пока это лишь платформа. Оставайтесь с нами.