Часто это итеративный, или повторяющийся, процесс. Приходится возвращаться, проверять свои идеи еще раз, улучшать их, а затем проверять снова. Резюмируя, можно сказать, что гипотетико-дедуктивный метод состоит в следующем:

Какова в этом роль индукции? Обычно индукцию используют на первом шаге при формулировке теории. Например, если все вороны, которых мы до сих пор видели, были черными, основываясь на этом можно предположить, что все вороны в мире черные.

Случай из практики: Луи Пастер и самозарождение

Классический пример использования гипотетико-дедуктивного метода – эксперимент великого французского химика и биолога Луи Пастера (1822–1895), выполненный в середине XIX столетия. Он поставил этот эксперимент для проверки популярной в то время гипотезы о “самозарождении”.

Загадка происхождения жизни всегда ставила людей в тупик. Как на Земле появилась жизнь? Как неживая материя могла стать живой? Многие века господствовала теория “самозарождения” Аристотеля, согласно которой жизнь возникает спонтанно, сама по себе. Плодовые мушки в компостной куче и черви, размножающиеся в гниющем мясе, считались свидетельством самозарождения маленьких живых существ при благоприятных условиях. По крайней мере так полагали некоторые мыслители.

Пастер в этом был не уверен. Он взял два куска мяса. Один кусок он убрал в закрытый ящик стола, а другой оставил лежать на столе не закрытым, так что тот подвергался воздействию окружающей среды. Для проверки теории самозарождения Пастер выдвинул гипотезу: если самозарождение имеет место, черви вскоре появятся в обоих кусках. Произошло следующее: через несколько дней черви появились в куске, лежавшем на открытом воздухе, а в куске, находившемся в закрытом ящике, их не было. Пастер пришел к выводу, что его эксперимент показал ошибочность теории самозарождения. Он использовал правило вывода modus tollens:

Серьезному ученому для окончательного вывода недостаточно одного эксперимента. Поэтому Пастер выдвинул ряд новых предположений и для их проверки поставил новые эксперименты. Со временем эксперименты с кусками мяса заставили Пастера признать теорию самозарождения Аристотеля несостоятельной.

Позднее Пастер сформулировал собственную теорию, согласно которой гниение вызывают бактерии, которые есть в воздухе. Это был первый шаг в направлении современных представлений о бактериях и инфекциях. И эта теория имела очень значимые практические приложения: благодаря ей мы сегодня знаем, как обращаться с продуктами и как избежать инфицирования ран. Последующие научные работы Пастера тоже имели очень существенное значение: например, он создал вакцину против бешенства, спасшую маленького мальчика, который стал первым человеком, выжившим после укуса бешенной собаки. В истории медицины такого еще не случалось.

Этот пример демонстрирует самую суть научного метода поиска знания. Наука старается предоставить нам точное описание реальности. Теории, не подтвердившиеся при проверке, отбрасываются. Теории, которым удалось выдержать проверку, живут дольше, но их следует тестировать и дальше. По крайней мере, именно так в идеале должна функционировать наука.

Когда же разумно принять решение, что теория достаточно адекватно описывает реальность? Ответ таков: когда теория лучше объясняет одно или большее число явлений, чем теории, которые были до того, и когда повторные проверки раз за разом дают одинаковые результаты. Теория постепенно принимается научным сообществом после того, как приходят к выводу, что исчерпаны все возможности поставить ее под сомнение. Если эту теорию к тому же реально использовать для изготовления новых экспериментальных установок и конструирования новых технических устройств, можно сказать, что она продемонстрировала свою целесообразность.

Конечно, есть определенное сопротивление признанию новых научных теорий. Чем более новаторская и удивительная теория, тем больше необходимо свидетельств, чтобы научный мир с ней согласился. В частности, именно поэтому в 1905 году столь недоверчиво была воспринята радикальная идея Альберта Эйнштейна считать свет состоящим из частиц – она была слишком кардинальна и недостаточно подтверждена экспериментально. В истории идей это был досадный эпизод, но, к счастью, такое происходит достаточно редко. На деле же нас очень выручает то, что, как правило, ученые не сразу и не слишком легко принимают любую появившуюся новую идею. Наука была бы просто невообразимой мешаниной истинных и ложных доктрин, если бы те, кто ею занимается, слишком легко, без серьезной проверки соглашались со старыми, “отправленными в отставку”, но вернувшимися как новые идеями[48].

Опыт и эксперименты занимают центральное место в научной деятельности. Но всегда ли мы можем полагаться на эксперименты? Ведь мог экспериментатор не учесть что-то важное, или, возможно, желание получить определенный результат повлияло на его объективность? Очень разумно с сомнением отнестись к единичному результату, особенно в том случае, когда он сильно отличается от результатов, полученных ранее.

Именно поэтому так важно, чтобы в основе тестов и экспериментов была их повторяемость. Исследователи в разных странах должны быть в состоянии повторить данный эксперимент в своих лабораториях и, конечно, получить тот же самый результат. Если теория обоснована, она должна работать, независимо от того, кто ее проверяет. А если теория общепризнана, это означает, что никому (до сих пор) не удалось обнаружить в ней прорехи. По этой причине разумно считать, что теория представляет собой хорошее описание реальности, и ее можно всячески использовать, по крайней мере до тех пор, пока не удастся описать реальность лучше.

Фальсифицируемость

В XX веке одним из наиболее известных философов науки был австриец Карл Поппер (1902–1994). Поппер ввел термин “фальсифицируемость” и утверждал, что на самом деле это понятие – основа научного прогресса.

Чтобы теория была фальсифицируемой (или принципиально опровержимой), должна существовать возможность разработать эксперимент или создать ситуацию, которая в принципе могла бы показать, что данная теория неправильна. Иными словами, должен существовать способ с достоверностью доказать ошибочность теории. Если это невозможно, теория лишена научного содержания и не имеет научной ценности.

В этом смысле опровержение – пример дедуктивного правила вывода modus tollens. У нас есть теория A, в рамках которой можно поставить эксперимент, показывающий, что если эта теория верна, то должен получиться результат B. Мы выполняем эксперимент, и оказывается, что вместо B он дает результат не-B. Тогда с помощью дедукции мы приходим к заключению, что должно быть не-A: мы фальсифицировали (опровергли) теорию A.