Як працює наука

Серед багатьох речей у сфері науки, щодо яких широка громадськість знаходиться у полоні міфів присутнє і уявлення про те, що є першочерговим завданням науки і як взагалі наука працює. Це ніяка не таємниця і багато хто про це знає, але я все ж ще раз викладу це.

Перш за все наука — це спосіб пізнання світу, об’єктивного настільки, наскільки дозволяють нам наші можливості. Саме знання є основним продуктом науки, а усі інші результати, які бувають досягнуті в процесі дослідження є другорядними. Саме тому основними є фундаментальні науки, а не прикладні. Саме тут можна отримати найбільш загальні уявлення про сутність і причини явищ, які ми можемо спостерігати у навколишньому світі. Ось що б ми не спостерігали: комету у небі, бактерії під мікроскопом, революцію на вулиці, або світло від світлодіодної лампи, для усіх цих явищ ми можемо знайти пояснення, яке б дозволяло нам передбачати можливість їх виникнення.

Метод пояснення усіх цих явищ у науки один: побудова теорії. Теорія — це те, як ми пояснюємо групу явищ, які ми спостерігаємо. Пояснення на цьому етапі може бути будь-яким, аби тільки воно враховувало абсолютно усі відомі факти. Однак науковими теоріями вважаються тільки ті теорії, які відповідають двом умовам: 1) для них не можна вигадувати якихось сутностей, якщо факти можна пояснити без них; 2) теорія має передбачати такі ситуації, коли події мають перебігати тільки певним чином і ніяк інакше. Якщо теорія не містить нічого, без чого можна обійтися і існують такі ситуації, коли вона може виявитися невірною, то така теорія вважається гідною того, щоб нею займатися далі.

А далі починається найцікавіше. Вчені починають спеціально шукати таких ситуацій, у яких може спостерігатися щось, що буде суперечити теорії. Найкраще — це поставити прямий експеримент. Хоча там, де прямий експеримент неможливий також діє той самий принцип: дивляться у певному місці, намагаючись знайти, або не знайти певні речі в залежності від того, що передбачає теорія. Якщо результати збігаються із передбаченням — це добре і теорію можна вважати підкріпленою доказами, якщо ні — то теж непогано, на теорію можна більше не витрачати часу. Взагалі у нас майже усі наукові знання, усі ці закони та реконструкції подій — це такі теорії, тільки дуже багато разів перевірені. Може здатися, що наука блукає у темряві і раз за разом відкидає теорії, які виявилися невірними. В якійсь мірі це дійсно так: ми не знаємо наперед, яка теорія вірна, а яка — ні. І будь-яка із теорій, що ми вже не раз перевірили, може виявитися невірною у якомусь черговому експерименті.

Але знаєте що? У нас є купа теорій, які вже століттями ніхто не може визнати невірними, хоча вони безперервно перевіряються. Бо кожна надійно доведена теорія слугує підґрунтям для нових теорій. Теорії спираються одна на одну і кожна з них теоретично може бути спростована. Але уся ця конструкція продовжує не просто стояти, але і приростати новими теоріями.

Саме тому, що ці теорії такі стійкі, певні галузі наукового знання, у яких їх багато, і називають фундаментальними науками. Що ж до науки прикладної, то вона також складається із теорій, тільки значно більш вузьких, які базуються на досягненнях фундаментальних наук. Так теорія радіолокатора базується на теорії радіохвиль, що можуть відбиватися від перешкод, теорія вакцин базується на теоретичному набутку мікробіології, теорія ущільнення матеріалів вібрацією ґрунтується на фізико-хімічних уявленнях. При цьому власне виробництвом локаторів, вакцин чи будівельних матеріалів вчені не займаються. І створенням таких виробництв також не займаються. Бо це вже не наука, а техніка. Теж не менш важлива сфера людської діяльності, яка саме зосереджена на отриманні кінцевого результату. І зусиль вона часто потребує не менше, ніж наука. Іноді наука та техніка працюють разом. У більшості випадків — ні.

Зазвичай ми бачимо результат праці саме техніків (у нетехнічних галузях ці люди називаються інакше, але сутність їх від цього не сильно змінюється). Проте цього результату не було б, якби свого часу вчені, які займаються прикладною наукою не перетворили б теорію про якесь явище на практичні поради щодо досягнення за його допомогою певного результату. І такі розробки знову ж таки не були б можливими якщо свого часу вчені не займалися фундаментальними проблемами. І якщо ви спитаєте, яка із трьох складових найважливіша, то відповідь буде: важливі усі три. У найближчій перспективі найважливішою є саме техніка, однак якщо не просто виживати, а намагатися розвинутися, то без прикладної науки нікуди не дітися. Ну а фундаментальна наука необхідна у разі, коли ми плануємо розвиток на багато-багато років уперед. Тож за великим рахунком відмова від науки — це відмова від майбутнього.