Річард Фейнман. Про науковий метод

Лекція Річарда Фейнмана щодо наукових та ненаукових методів пізнання природи | Переклав Єгор Євтушенко із Civitas | Час прочитання: 12 хвилин⏰

РІЧАРД ФЕЙНМАН

Я збираюсь обговорити те, як ми шукаємо новий закон. В цілому, ми шукаємо новий закон, роблячи наступне: перше, ми робимо припущення («we guess it»). *Авдиторія сміється*. Не смійтеся, це реально так. Потім, ми обчислюємо наслідки цього припущення, щоб зрозуміти, що витікає з нього, якщо ми припускаємо, що воно є істинним. Далі, ми порівнюємо результати наших обчислень з реальним життям («nature»), або, краще сказати, ми порівнюємо результати з експериментом або з досвідом, порівнюємо їх безпосередньо зі спостереженням, щоб зрозуміти, чи припущення працює. Якщо воно суперечить експерименту, то воно — хибне, і в цьому твердженні ключ до науки. Немає ніякого значення, наскільки гарним є припущення, неважливо, наскільки розумним є автор припущення, немає значення, як його звуть. Якщо його припущення суперечить експерименту — воно хибне. От і все. Підсумовуючи, робити припущення не є ненауковою справою, хоча багато людей, котрі не займаються наукою, думають інакше. Наприклад, пару років тому я мав розмову про літаючі тарілки з одним профаном в області науки («had a conversation with a layman»). «Так як я є людиною науки, я знаю усе про літаючі тарілки» — заявив пан. Я відповів: «Я не думаю, що літаючі тарілки дійсно існують», на що мій співрозмовник сказав: «Ви стверджуєте, що їх існування неможливе? А чи можете ви довести, що їх немає?». «Ні, я не можу довести, що їх існування неможливе, але я можу стверджувати, що їх існування вкрай малоймовірне». Після цих слів він видав: «Ви не є людиною науки! Якщо ви не можете довести, що вони не існують, то як ви можете стверджувати, що їхнє існування малоймовірне?». Ну що ж, потрібно сказати, що науковий підхід полягає в тому, щоб стверджувати, що щось є більш або менш ймовірним, а не можливим чи неможливим. Щоб донести до мого співрозмовника мою думку, я сказав: «Послухайте, я маю на увазі те, що, виходячи з моїх знань про світ, я думаю, що більш ймовірним є те, що повідомлення про літаючі тарілки є результатом відомих ірраціональних характеристик земного розуму, а не невідомих раціональних зусиль позаземного розуму». Це більш ймовірно, і все. Це гарне припущення, і ми завжди намагаємося знайти найбільш вірогідне пояснення, пам’ятаючи про те, що якщо воно не спрацює, тоді ми повинні будемо обговорити інші вірогідні пояснення. Наприклад, довгий час обговорювався феномен «надпровідності». Він і зараз залишається феноменом. Він полягає в відсутності електричного супротиву в металах при низьких температурах. І спочатку нам не було очевидно, що це явище випливає із відомих нам законів. Однак, ця проблема було дуже гарно обміркована, і незабаром люди дізналися, що воно логічно випливає із відомих нам законів.

Проте, є інші феномени такі як, наприклад, екстрасенсорне сприйняття, котре не може пояснюватися цими відомими законами фізики. Цікаво, що існування цього феномена так і не було установлено, і ми не можемо гарантувати, що воно реально існує. Тож, якщо б це явище можна було продемонструвати, тоді, звісно, воно б довело, що фізика є неповною наукою, і саме тому воно би сильно зацікавило фізиків, будь воно правильним або ні. Однак, існує багато експериментів, які показують, що твердження про існування цього явища є хибним. Те ж саме можна сказати і про астрологічні прогнози. Якщо б зірки дійсно могли визначати («to affect») день, коли краще піти до стоматолога — в Америці ми маємо самий такий тип астрологічних прогнозів — тоді фізична теорія була би неповною, оскільки немає пояснюючого механізму, котрий змусить такі речі працювати. Це і є причиною, чому існує скептицизм серед вчених щодо таких ідей.

Тепер ви, звісно, бачите, що за допомогою цього методу ми можемо спростувати будь-яку певну теорію («definite theories»). У вас є певна теорія і реальне припущення, з якого ви можете вирахувати наслідки, які можна порівняти з експериментом, і, таким чином, ми можемо позбутися будь-якої теорії. Ми завжди можемо довести, що будь-яка певна теорія є хибною. Зауважте, однак, що ми ніколи не доводимо її правильність.

А тепер, уявіть, що ви зробили гарне припущення, вирахували наслідки, а також виявили, що усі вирухованні наслідки збігаються з експериментом. Тоді можна сказати, що теорія є правильною? Ні, єдине, що можна стверджувати це те, що неправильність теорії не було доведено. Це так, оскільки існує шанс того, що в майбутньому можна буде провести ширший спектр експериментів, вирахувати ширший спектр наслідків, і тоді може виявитися, що теорія все ж таки є неправильною. Саме тому такі закони, як закони Ньютона для руку планет можуть триматися так довго. Пан Ньютон зробив пропущення («guessed») щодо закону гравітації, вирахував усі можливі наслідки для Сонячної системи, порівняв їх з експериментом, і пройшло аж кілька сотень років, перш ніж була розроблена теорія про невелику похибку руху Меркурія. До розробки цієї теорії, за весь цей час нікому не вдалося довести, що теорія є неправильною, і тому її вважали тимчасово правильною. Однак, вона ніколи не вважалася «правильною», оскільки існував шанс, що в майбутньому якийсь експеримент зміг би довести, що вона є неправильною. Отже, ми ніколи не можемо бути впевнені, що ми праві, але точно можемо бути впевнені, що помиляємося. Однак, примітним є той факт, що ми можемо так довго протягнути. Точніше, наші ідеї, а не ми.

Я також хочу зауважити, що ви також і не можете довести, що нечітка теорія («vague theory») є неправильною. Якщо ваше припущення («the guess») погано сформульоване та туманне, а використаний для вирахування наслідків метод є скоріш нечітким, то ви ні в чому не впевнені. Тому ви зазвичай кажете: «Я думаю, що це є вірним, тому що так-то і так-то, а також люди роблять щось схоже. Тому я ніби як можу пояснити, як це працює». Далі ви можете подумати, що припущення є гарним, тому що його неможливо спростити. Насправді, якщо немає чіткого способу спрогнозувати наслідки припущення, тоді з невеликим зусиллям будь-який експериментальний результат можна зробити так, щоб він виглядав як очікуваний наслідок.

Ви, мабуть, стикалися з подібним в інших сферах. Наприклад, людина «А» ненавидить свою матір. Причина, звісно, полягає в тому, що вона не дбала за ним та не любила його достатньо, коли вона був дитиною. Насправді, якщо ви трішки розберетеся, ви з’ясуєте, що мати, навпаки, любила її дуже сильно, і все було нормально. Ну що ж, тоді ви скажете, що причина ненависті полягає в надмірній поблажливості матері до сина! Отже, маючи нечітку теорію, можна отримати будь-який результат. І рішення в цьому випадку є наступним. Якби можна було б заздалегідь сказати, скільки любові недостатньо, а скільки надмірно, тоді ця теорія була б цілком легітимною, і на її основі можна було б робити якісь тести. Зазвичай, коли говорять про те, скільки любові потрібно та інше, тоді кажуть: о, ви маєте справу з психологічними питаннями, і це не може бути визначено точно. Так, але тоді ви не можете стверджувати, що знаєте хоч щось про це!

Тепер, я хочу сконцентрувати вашу увагу ось на чому. Так як я є теоретичним фізиком, то мене більше приваблює проблема того, як саме робити припущення. Як я вже казав, абсолютно неважливо, звідки з’являється ваше припущення. Що дійсно важливо, так це те, що воно узгоджується з експериментом і є якомога точнішим («as definite as possible»). Але, скажете ви, це дуже просто. Ми створимо чудову обчислювальну машину з випадковим колесом, яке робить низку припущень. І кожного разу, коли в неї буде припущення про будову природи, вона одразу вирахує наслідки і зіставить їх з експериментом. Іншими словами, робити припущення — справа недалеких людей. Але, насправді, усе навпаки, і зараз я поясню, чому. Перше проблема, що з’являється, — це як почати. Ви бачите, як я починаю? Я починаю з усіх відомих принципів. Однак, ці відомі принципи не узгоджуються один з одним, тому щось треба прибрати. Ви знаєте, ми постійно отримуємо листи від людей, які наполягають на тому, що ми повинні завжди піддавати сумніву вже існуючі теорії, щоб розчистити місце для нових припущень. Або вони кажуть: «От люди кажуть, що простір є безперервним. Але як дізнатися, коли ти досягаєш настільки малої величини, що між точками дійсно є достатньо простору?». Або вони кажуть: «Пам’ятаєш ті квантово-механічні амплітуди, про які ти мені розповідав? Вони такі складні й абсурдні. Чому ти думаєш, що вони правильні? Може, вони хибні». Я отримую багато листів з таким змістом. Я мушу сказати, що такі зауваження абсолютно очевидні і зрозумілі будь-якому, хто працює над такими проблемами, і вони зовсім не допомагають дослідженню. Проблема не в тому, що теорії можуть бути неправильними, а в тому, чим саме можна буде їх замінити. Якщо ви скажете щось точне, наприклад, щодо безперервного простору: «Припустимо, точний склад простору дійсно складається з ряду точок, і простір між ними зовсім не має значення, і ці точки розташовані у вигляді кубічної решітки» — то ми одразу можемо спростувати це. Воно просто не працює.

Ви розумієте, не достатньо просто сказати, що якась теорія є неправильною, потрібно замінити її чимось. І це дуже непросто. Як тільки підставляється будь-яка реальна чітка ідея («real definite idea»), майже одразу стає очевидним, що вона не працює. По-друге, існує нескінченна кількість можливостей цих простих типів. Це щось на кшталт такого. Ви сидите і дуже старанно працюєте. Ви довго працюєте, намагаючись відкрити сейф. І тут приходить якийсь Джо, який нічого не знає про те, що ви робите, окрім того, що ви намагаєтеся відкрити сейф. Він каже, знаєш, а чому б тобі не спробувати комбінацію 10, 20, 30? Тому що ти зайнятий. Ти вже багато чого перепробував. Може, ти вже пробував 10, 20, 30. Може, ти вже знаєш, що середня цифра 32, а не 20. Може, ти вже знаєш, що, насправді, на сейфі стоїть код з комбінацією із 5 цифр. Так що, ці листи ніяк не допомагають, тому навіть не намагайтесь надсилати мені ці листи та казати, як потрібно зробити. Це не спрацює. Ви знаєте, я читаю їх іноді, щоб бути впевненими, що я вже думав про те, про що написано в цих листах. Я зазвичай не відповідаю на них, оскільки відповідати на них занадто довго, і частіше за все більшість порад зводяться до «спробуй 10, 20, 30».

Вступайте в наш міждисциплінарний клуб соціальної філософії у Telegram. Щотижня ми читаємо та обговорюємо книги, які Ви обираєте за голосуванням.