Проблема индукции — поскольку научные теории невозможно логически доказать с помощью наблюдений, то как их можно доказать?

Индукция — придуманный процесс, с помощью которого, как считалось, общие теории были получены из накопленных наблюдений или доказаны с их помощью.

Проблема существует, когда кажется, что некоторые наши теории, а особенно объяснения, которые они содержат, неадекватны и требуют усовершенствования.

Рациональная критика сравнивает конкурирующие теории с целью определить, какая из них предлагает наилучшие объяснения в соответствии с критериями, присущими проблеме.

Цель науки — понять реальность через объяснения. Характерный (хотя и не единственный) метод критики, используемый в науке, — экспериментальная проверка.

Экспериментальная проверка — эксперимент, результат которого может доказать ложность одной или нескольких конкурирующих теорий.

В фундаментальных областях науки наблюдение даже небольших, едва различимых эффектов приводит нас к грандиозным заключениям относительно природы реальности. Тем не менее эти выводы невозможно логически получить только из наблюдений. Что же делает их убедительными? Это — «проблема индукции». Индуктивизм утверждает, что научные теории открывают, экстраполируя результаты наблюдений, и доказывают, получая подтверждающие их наблюдения. На самом деле индуктивное рассуждение неправильно, и невозможно экстраполировать наблюдения, если для них не найдено уже объяснительного каркаса. Однако опровержение индуктивизма, а также действительное решение проблемы индукции зависит от признания того, что наука — это не процесс выведения предсказаний из наблюдений, а процесс поиска объяснений. Мы ищем объяснения, когда возникают проблемы с уже существующими объяснениями. Тогда мы запускаем процесс решения проблемы. Новые объяснительные теории начинаются как недоказанные предположения, которые мы критикуем и сравниваем в соответствии с критериями, присущими проблеме. Теории, которые не выдерживают критики, мы отбрасываем. Теории, выдержавшие критику, становятся господствующими, но некоторые из них сами содержат проблемы и потому приводят нас к поиску ещё лучших объяснений. Весь процесс напоминает биологическую эволюцию.

Таким образом, мы приобретаем всё больше знаний о реальности, решая проблемы и находя лучшие объяснения. Но когда всё сказано и сделано, проблемы и объяснения размещаются в человеческом разуме, который своей способностью рассуждать обязан подверженному ошибкам мозгу, а доставкой информации — подверженным ошибкам чувствам. Что же тогда даёт человеческому разуму право делать заключения об объективной внешней реальности, исходя из своих чисто субъективных опыта и рассуждений?

Великий Галилео Галилей, которого, пожалуй, можно считать первым физиком в современном смысле, сделал много открытий не только в самой физике, но и в методологии науки. Он воскресил древнюю идею о выражении общих теорий, касающихся природы, в математической форме и усовершенствовал её, разработав метод систематических экспериментальных проверок, который и характеризует науку, какой мы её знаем. Он удачно назвал такие проверки cimenti, или «Божий суд». Он одним из первых начал использовать телескопы для изучения небесных тел, собрал и проанализировал свидетельства в пользу гелиоцентрической теории — теории о том, что Земля движется по орбите вокруг Солнца и вращается вокруг собственной оси. Он широко известен как защитник этой теории, из-за которой он и вступил в ожесточённый конфликт с Церковью. В 1633 году инквизиция судила его как еретика и под угрозой пыток принудила встать на колени и вслух прочитать длинное унизительное отречение, в котором говорилось, что он «отрекается» от гелиоцентрической теории, «проклинает и ненавидит» её. (Легенда гласит, может и ошибочно, что, поднявшись на ноги, он пробормотал «eppur si muove…», что значило «и всё-таки она движется…»[11].) Несмотря на это отречение, его осудили и приговорили к домашнему аресту, под которым он оставался до конца своей жизни. Хотя это наказание было сравнительно мягким, оно вполне достигло своей цели. Как сказал об этом Джейкоб Броновски:

Каким образом спор об устройстве Солнечной системы мог иметь столь далеко идущие последствия, и почему его участники столь страстно отстаивали свои позиции? Дело в том, что на самом деле спор шёл не об устройстве Солнечной системы, а о том, как блестяще Галилей защищал новый и опасный способ осмысления реальности. Спор шёл не о существовании реальности, поскольку как Галилей, так и Церковь верили в реализм — основанный на здравом смысле взгляд на мир, согласно которому видимая физическая вселенная действительно существует и воздействует на наши органы чувств, в том числе и если они усилены приборами, такими как телескоп. В чём Галилей расходился с Церковью, так это в своём понимании отношения между физической реальностью с одной стороны и человеческими мыслями, наблюдениями и рассуждениями — с другой. Он считал, что вселенную можно понять, основываясь на универсальных, математически сформулированных законах, и что все люди могут получить надёжное знание этих законов, если применят его метод математического описания и систематической экспериментальной проверки. Говоря его словами, «книга Природы написана математическими символами». Это было явным противопоставлением другой Книге, на которую было принято полагаться.

Галилей понимал, что если его метод действительно надёжен, то, где бы его ни применяли, его выводы всегда будут предпочтительнее полученных с помощью других методов. Поэтому он настаивал, что научное рассуждение превосходит не только интуицию и здравый смысл, но и религиозное учение и его откровения. Именно эту идею, а не гелиоцентрическую теорию как таковую, власти сочли опасной. (И они были правы, потому что если говорить об идее, способной вызвать научную революцию и Просвещение, заложив фундамент современной светской цивилизации, то это была именно она.) Было запрещено «придерживаться» гелиоцентрической теории или «защищать» её как объясняющую вид ночного неба. Однако использовать эту теорию, писать о ней, использовать её «как математическое допущение» или защищать её как метод приготовления предсказаний — всё это было разрешено. Именно поэтому книгу Галилея «Диалог о двух главнейших системах мира», которая сравнивала гелиоцентрическую теорию с официальной геоцентрической, церковные цензоры разрешили к печати. Папа заранее дал своё согласие на написание Галилеем этой книги (хотя на суде и был создан вводивший в заблуждение документ о том, что Галилею было запрещено вообще обсуждать этот предмет).