Какие у нас есть основания для уверенности в современных научных теориях?

Исаак Азимов написал на эту тему отличное эссе «Относительность неправильного» . Эта цитата резюмирует его точку зрения:

Я ответил ему: «Джон, когда люди думали, что Земля плоская, они ошибались. Когда люди думали, что Земля сферическая, они ошибались. земля плоская, то ваше мнение ошибочнее, чем они оба вместе взятые».

Вы несколько коснулись этого, упомянув, что ньютоновская физика технически неверна, но все же практически полезна. Это ключевой момент. Науку мало волнует, как обстоят дела на самом деле. Скорее, это связано с предсказанием того, как вещи будут вести себя при определенных обстоятельствах. Думать, что Земля плоская, неправильно, но работа с моделью, согласно которой Земля плоская, вполне применима для большей части того, что мы делаем. Более точной, но и более сложной моделью является Земля как сфера. Это становится лучшим выбором при преодолении больших расстояний. Однако, в конце концов, не имеет большого значения, что обе эти модели «неверны», пока они продолжают предоставлять полезные данные.

Что касается теорий, которые вы упомянули, ключ в том, что никогда не было много эмпирических доказательств, подтверждающих их. Если бы они были, то одно это сделало бы их полезными, несмотря на то, что они ошибочны. Наука — это не умные люди, которые думают о вещах и выдвигают идеи о том, как все могло бы быть. Скорее это умные люди, изучающие данные и придумывающие модели, которые объясняют эти данные и делают другие проверяемые прогнозы.

Чтение этого вики-списка показывает много интересных идей и мало полезных моделей. Теория относительности — это пример теории, которая вызывает много удивления, но имеет массу доказательств, подтверждающих ее . Даже если через поколение мы обнаружим какие-то серьезные изъяны в теории относительности, она не потеряет популярности полностью, как это произошло с теориями из этого списка. Ключевое отличие еще раз заключается в том, что теория относительности согласуется с огромным набором данных и объясняет их. У этих «теорий» не было реальных доказательств, и часто они были просто первой идеей, пришедшей в голову людям, когда у них не было возможности провести подробные наблюдения.

Теория струн — хороший пример исключения, подтверждающего правило. Это современная теория, которая вполне может оказаться в этом списке (или его преемнике). Ключ в том, что доказательств не так уж много (если они вообще есть). Он еще не делает никаких проверяемых прогнозов. Теория струн может оказаться полезной, а может оказаться и вовсе ложной. Важным отличием является то, что теория струн, хотя и широко известна, не получила широкого признания и не предоставила никаких полезных моделей.

Итак, ответ на вопрос, неверны ли наши нынешние теории (в самом строгом смысле, что ньютоновская физика неверна)? Да. Ни один ученый не будет спорить с тем, что у нас есть абсолютно точные модели. Но это полезные модели, которые дают реальные результаты и являются более точными, чем любая другая ранее разработанная модель. Если это неправильно, я не хочу быть прав.

Я полагаю, что было бы трудно существенно улучшить дискуссию Ричарда Фейнмана о неопределенности в науке из книги лекций The Meaning of it All .

Суть его идеи состоит в том, что мы не можем быть абсолютно уверены ни в чем и поэтому должны оставаться открытыми для пересмотра наших идей, если и когда появляются новые факты, но что мы имеем дело с предсказаниями, которым мы приписываем определенную вероятность. . Эта вероятность является продуктом как правильных предсказаний в прошлом, так и рациональных теорий о том, как связаны определенные факты о мире, объясняющих, какие факторы должны влиять на наше определение вероятностей.

Кроме того, чем более кумулятивным является наше понимание устройства мира, тем больше мы можем быть уверены, что мы на верном пути. Таким образом, ньютоновская механика становится частным случаем теории относительности, которая, в свою очередь, становится частным случаем квантовой механики. Траектория здесь идет от объяснительных моделей с большим количеством исключений к моделям с меньшим количеством исключений. Единственный рациональный вывод в свете таких свидетельств состоит в том, чтобы (временно) предположить, что наши модели приближаются к тому, что мы могли бы также назвать «реальностью».

Конечно, ответ Дейла Суонсона выше, в котором упоминается «Относительность неправильного» Азимова, является столь же важным фактором в справедливости вопроса, если не более.

У нас есть уверенность в научных теориях, а не непоколебимая убежденность в том, что мы знаем об их достоверности.

Научное убеждение просто не может быть оправдано никакими другими средствами, кроме как различными свидетельствами, полученными в результате научного анализа и эксперимента. Я не уверен, что справедливо требовать, чтобы теория была абсолютно верной; скорее, он должен предсказывать вещи, решать проблемы, учить нас создавать вещи — и в идеале указывать дальнейшие направления для исследования.

Принятые научные теории, как правило, не опровергаются прямо, а скорее заменяются более общими теориями, которые сохраняют большинство существующих методов - как вы предполагаете, замена Ньютона Эйнштейном просто не доказывает, что ньютоновская физика была «ложной».

Кроме того, окончательная «истинность» научной теории, вероятно, является неправильным критерием (и может быть даже не имеет значения). Другими словами, теория либо эффективна, либо неэффективна для предсказания вещей и решения проблем. Но тот факт, что теория позволяет вам что-то предсказать , еще не говорит вам, что эта теория верна — или вообще что-либо о лежащей в ее основе «реальности», если уж на то пошло.

Я не думаю, что это правда, что научные убеждения все чаще считаются истинными. По крайней мере, в философии мы усвоили урок « Пессимистической индукции ».

Что изменилось, так это восприятие науки широкой публикой. Они вполне могут быть более уверены в науке. Отчасти это связано с тем, что они все чаще используют продукты науки и полагаются на них. Это также отчасти связано с некоторыми неудобными фактами о риторике публичного научного дискурса. Проще говоря, если вы не уверены в себе, вы не получите финансирование исследований. А еще есть кооптация науки для поддержки воинствующих атеистов, таких как Докинз и компания. Но не будем туда. Ни один здравомыслящий человек не должен воспринимать Докинза всерьез как философа. Уж точно не как философ науки.

Так почему же можно иметь растущее доверие к науке, несмотря на флогистонскую, калорическую, эфирную теории света, юмористические теории болезней и т. д. Ну, всегда есть структурный реализм . По сути, это мнение о том, что, хотя и были известные ложные теории, они каким-то образом содержали зерно истины. Наше понимание устройства мира растет, несмотря на революции в отношении того, из чего, по нашему мнению, он состоит. Таким образом, несмотря на ошибочность, эфирная теория света Френеля кое-что сделала правильно: а именно, уравнения дифракции и т. д.

Мотивация такого взгляда — интуиция «отсутствия чудес». Идея состоит в том, что это было бы космическим совпадением, если бы нам удалось построить компьютеры, самолеты, микроволновые печи и тому подобное, если бы мы не понимали что- то правильно о природе мира.

Все это далеко от уверенности. Но с другой стороны, в философии не хватает определенности.

Я придерживаюсь несколько прагматичного подхода. Маловероятно, что соотношение надежных научных знаний и фиктивных знаний сегодня сильно отличается от того, что было в другие периоды человеческой истории. Мое основание для утверждения исходит из чтения историй науки и ученых. Неизменно ложные научные идеи оказываются разумными и потенциально правильными объяснениями имеющихся данных. Когда появляются достижения в области инструментов, техники наблюдения и экспериментов, они, как правило, заставляют фальсифицированную науку выглядеть неправильно. В то время, когда были предложены идеи, этих данных не существовало. Нет причин думать, что мы достигли пределов наблюдения.

Кроме того, кажется, что наука продвигается вперед благодаря творческим прозрениям, исходящим из умов особо одаренных мыслителей. (Мои размышления об этом исходят из того, что я читал Томаса Куна, особенно «Структура научных революций» .) Наш разум обладает замечательной способностью переносить противоречивые данные, и мы можем долгое время принимать ошибочные теории, прежде чем внезапное озарение заставит нас принять неверную теорию. вариант, который лучше соответствует данным. Ощущение, что каждый бит новых данных соответствует нашим моделям, является опасным предубеждением. Мы склонны отклонять контриндикаторы как «выбросы».

Теперь мы, вероятно, знаем больше в абсолютном смысле. Учитывая, что новое знание основано на предыдущей работе, мы учились на ошибках и усовершенствовали теории. Инженерные достижения, основанные на фундаментальной науке, подтверждают (с прагматической точки зрения), что мы знаем больше, чем когда-то. Но мы также утверждаем гораздо больше вещей, чем когда-то. Некоторые вещи, которые мы «знаем», основаны на природных явлениях, неизвестных еще поколение назад. (Я думаю о таких вещах, как медицинские заявления, теории информатики и физика элементарных частиц. Вероятно, есть теории, которые я не могу понять в других областях знаний.) с количеством вещей, которые мы заявляем, неизбежно, что мы знаем больше в абсолютном смысле.

Более сложный вопрос заключается в том, как узнать, какие утверждения верны, а какие — ложны. Пример аристотелевской физики показывает, что простой выбор наиболее респектабельных теорий не является определенным способом выбора истинных теорий.

Кажется, были даны отличные ответы, но просто добавить что-то еще:

Независимо от того, окажется ли впоследствии неверным научная теория, данные и испытания, которые ранее поддерживали эту теорию, остаются такими же правильными и полезными. Под сомнение ставится только наша интерпретация этих данных.

Я чувствую, что это важно упомянуть, потому что я часто слышал, как люди упоминают, что научная практика регулярного отбрасывания ранее существовавших убеждений означает, что она непоследовательна и ненадежна.

Если завтра будет доказано, что теория гравитации не точна в описании какого-то недавно открытого явления, это не делает ее менее точной в описании вещей, к которым она привыкла. Это больше не всеобъемлющая структура, которую можно использовать, но это не меняет того факта, что 99,9% того, что в ней говорится, остается правдой.

Последняя книга Дэвида Дойча более или менее посвящена этой теме: «Начало бесконечности».

Там он утверждает, что, хотя объективное знание достижимо, обоснованная вера («достоверная истина») недостижима.

Это означает, что мы сможем приблизиться к истине, но никогда не достигнем ее. Объяснение за объяснением будет бесконечно лучше — но, как и со всеми бесконечностями, мы всегда будем в их начале (подобно тому, как каждое число, которое вы можете представить, всегда мало по сравнению с бесконечностью).

Чтение этого монументального произведения настоятельно рекомендуется!

Основная причина фальсификации состоит не в том, чтобы вызвать сомнения, а в том, чтобы настаивать на том, что любое увеличение сложности нашей области гарантируется хотя бы немного большей отдачей от инвестиций.

Суть попперовской фальсифицируемости, или нормальной науки Куна, состоит в том, чтобы настаивать на том, что добавление к теории должно повысить шансы на улучшение любого данного расчета. Новые теории всегда должны адекватно объяснять то, что уже было подтверждено, или, по крайней мере, объяснять, почему наша текущая уверенность в существующих принципах работает, и ясно предсказывать что-то еще. Таким образом, математика говорит, вы должны увеличить количество своих прогнозов, которые будут правильными.

Попытки фальсификации используют теорию, которую мы пытаемся расширить. Таким образом, в реальной и важной степени каждый случай нефальсификации фальсифицируемой теории является перепроверкой каждой теории, на которой она была основана, вплоть до первых принципов. Если нам не удастся фальсифицировать, мы проверяем широкий спектр вычислений, сделанных в соответствии с лежащей в основе наукой.

Итак, что у нас есть, если мы останемся в этих рамках, чтобы постоянно повышать нашу уверенность, так это статистика.

К чему вся эта дискуссия? Как сказал Фейнман, мы не можем быть абсолютно уверены ни в чем ... Вы можете быть мозгом в бочке и хотите определенности?