Научный метод познания. Ключ к решению любых задач - Устин Чащихин

В естественных науках – в физике, химии и пр. – шаг полной математической индукции может быть доказан посредством нахождения материальной причинно-следственной связи между явлениями природы. Например, законы сохранения массы, энергии и импульса объясняются через однородность времени и пространства (равноценность всех моментов времени, точек пространства), закон сохранения момента импульса – через изотропность пространства (равноценность всех направлений). Биологическая эволюция объясняется изменчивостью, мутациями, наследственностью и естественным отбором. Второй закон термодинамики имеет статистическое объяснение по Больцману. Закон Хаббла объясняется расширением Вселенной – разбеганием галактик и пр.

Нахождение логического причинно-следственного объяснения той или иной закономерности принципиально важно – это шаг полной математической индукции (глава 1.3). Без него накопленные факты даже в очень большом количестве ещё пока не дают оснований делать вывод о закономерности. Факты дают лишь право на выдвижение гипотезы – предполагаемой закономерности. Гипотеза должна быть проверена, причем не только попыткой подтверждения, но и попыткой опровержения по Попперу.

Если материальная причинно-следственная связь между явлениями природы не доказана, то ни в коем случае нельзя делать индуктивный вывод. Например, в астрологии даже если Вы и найдете несколько случайных совпадений между предсказаниями астрологов и опытом, то отсутствие шага индукции – причинно-следственной связи между движением планет и жизнью людей – доказывает антинаучность астрологии в принципе .

6.2. Необходимость и достаточность

Также важно видеть разницу между понятиями необходимо и достаточно. Для подтверждения теории необходимо, чтобы она была основана на фактах, и необходимо , чтобы её маловероятные предсказания подтверждались

экспериментальными фактами, и необходимо , чтобы она объясняла взаимосвязь явлений природы материальными причинно-следственными связями, и необходимо , чтобы она соответствовала предыдущему научному знанию (либо в случае более общей теории – чтобы она содержала в себе старые теории в качестве частного случая, например общая теория относительности содержит в себе классическую теорию гравитации Ньютона в качестве частного случая для слабых гравитационных полей).

Но даже всего этого недостаточно для абсолютной истинности теории с точки зрения полной математической индукции. Мы лишь можем сказать, что данная теория работает на данной области применимости. Но мы должны понимать, что наша теория может оказаться ошибочной – возможно, в будущем, мы разработаем лучшую теорию, которая опишет эти же данные лучше, точнее, понятнее.

Однако, с точки зрения математической логики, не только необходимо, но и достаточно найти всего хотя бы одно противоречие теории с экспериментом, либо одно внутренне противоречие в ней, чтобы доказать, что она ошибочна.

Например, нахождение хотя одного неверного астрологического прогноза опровергает всю астрологию на корню. А таких ошибочных прогнозов у астрологов полно.

7. Предсказательная сила научной теории

Серьёзная научная теория должна обладать сильной предсказательной силой. Тем более точны её предсказания, чем меньше вероятность их случайного совпадения с опытом. Поэтому тем сильнее предсказательная сила научной теории и тем больше мы убеждаемся в том, что перед нами – истина.

Напротив, отсутствие у теории предсказательной силы или расплывчатость предсказаний делает ее ненаучной и ненужной.

Рассмотрим пару ярких примеров.

Периодическая таблица Д.И.Менделеева

Создав свою периодическую таблицу в 1869 году, Д.И.Менделеев подробно предсказал физические и химические свойства пока не открытых в то время химических элементов, которые хорошо совпали с опытом – скандий, галлий, технеций и германий.

Например, должен быть элемент с атомным весом около 70, он должен быть легкоплавким, трёхвалетным, его оксид должен иметь формулу Ga2O3 и должен быть амфотерным, т. е. растворяться и в кислотах, и в щелочах. На опыте всё именно так и оказалось – был найден элемент галлий с именно такими свойствами. Он легкоплавкий – температура плавления галлия: 30ºC, атомный вес 70.

Квантовая электродинамика (КЭД)

Квантовая электродинамика (КЭД) предсказывает следующее значение аномального магнитного момента электрона [1]:

μtheor = 1,001159652236(28) μ0

где μ0 = e0ħ/2m0c – магнитный момент электрона из теории Дирака (магнетон Бора).

Эксперимент отлично совпадает с теорией [2]:

μexper = 1,0011596521869(41) μ0

с точностью ±4*10-12. Научная теория ценится за такие конкретные и точные предсказания.

А какова предсказательная сила лженауки вроде астрологии или графологии? Нулевая. Сколько раз еще со средних веков в ожидании скорого конца света верующие продавали имущество, не засевали поля и погибали от нищеты и голода! А обещанный конец света все не приходил и никто не спасал умирающих верующих, несмотря на все мольбы.

Список литературы

[1] «Физика микромира», гл. ред. Д. В. Ширков, «Советская энцикло педия», М., 1980

[2] Яворский Б. М. «Справочник по физике для инженеров и студентов вузов», Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, А. К. Лебедев, 8-е изд., Москва, Оникс, Мир и образование, 2006

8. Пренебрежимо малые факторы

Если вклад некоего явления, реального или предполагаемого, трудно измерить, т. е. если он пренебрежимо мал, то в физике обычно говорят, что данным явлением можно пренебречь в данном опыте.

Например, на отливы и приливы на Земле влияет, в основном, гравитационное поле Луны. Вклад гравитационного поля Солнца уже очень мал, хотя и измерим. Однако в данном эксперименте можно пренебречь гравитационным полем других планет Солнечной системы, звёзд, галактик и смело сказать, что астрология – антинаучная ложь.

Таким образом, в земном эксперименте мы можем пренебречь даже реально существующим наблюдаемым объектом колоссальных размеров, неимоверно превосходящим людей по массе и размерам – например галактикой Андромеды, масса которой в миллиарды раз больше массы Солнца и тем более человека. И разумеется, гравитационное поле галактики Андромеды, достаточно огромно для того, чтобы взаимодействовать с нашей галактикой Млечный Путь. Однако в земном эксперименте по наблюдению за отливами и приливами можно пренебречь гравитационным полем галактики Андромеды.

9. Познаваемость мира и ошибочность агностицизма

Любой ученый, постоянно познавая мир научным методом, сталкивается с фактом познаваемости мира и прекрасно осознаёт ошибочность агностицизма. Для ученых факт познаваемости мира входит в обыденную привычку.

Суть в том, что материя является объективной реальностью. Поэтому мир познаваем. Мы можем проверять то знание, которое мы нашли научным методом. Вот допустим – камень тонет в воде – это проверяемо и познаваемо.

Да, есть вещи, которые трудно изучить данными методами на данном этапе развития науки. Но это не означает, что они непознаваемы. Например, только изобретя электронный микроскоп, люди впервые увидели атомы.

Причиной возникновения агностицизма, также, как и различных суеверий, является неумение людей пользоваться научным методом познания – такие люди и становятся агностиками.

Философы, защищая агностицизм, говорят, что, мол есть разные понятия – «вещь в себе» и «вещь для нас». Давайте проанализируем это научно на примерах. Температура кипения воды = 100оС. Что здесь "вещь в себе" и "вещь для нас"? Наука вполне познала процесс кипения – это газообразование по всему объему жидкости, а не только с поверхности. Кинетическая энергия молекул превосходит их химическую энергию межмолекулярных связей и поэтому жидкость превращается в газ – кипит. Вот вам и "вещь в себе", которая познаваема в мельчайших деталях.

Таким образом, избавиться от агностицизма и научиться познавать можно с помощью конкретизации.

Просто философия – донаучная форма интеллектуальной деятельности человека, переходное звено между религией и наукой. Сначала люди мыслили страхами, образами, персонифицируя природу – так возникла религия. Затем стали немного сомневаться и смотреть на вещи с разных сторон – так возникла философия. Затем люди научились проникать глубоко в суть вещей – так возникла наука. Философия затем эволюционировала в науку – например Исаак Ньютон изложил свою классическую механику в своей книге под названием "Математические начала натуральной философии". Сегодня труды Ньютона входят в понятие «физика».

10. Как отличить науку от лженауки

Чтобы отличить науку от лженауки, не надо быть академиком или доктором наук. Для этого всего лишь навсего необходимо и достаточно применить научный метод познания, детально и полностью представленный в данной книге.