Главная    Академия     Эвристика или 44 способа познать мир

Размещено на сайте 29.10.2008.

Эвристика или 44 способа познать мир

Ю.А. Шрейдер



Химия и жизнь, № 1, 1979

1. КТО ПРАВ?

Каждый, кто читал повесть Станислава Лема «Солярис», наверняка задумывался над ее странным смыслом. В чем он, этот смысл? Все попытки героев вступить в контакт с загадочной разумной стихией безрезультатны. Поначалу кажется, что все дело в недостатке знаний, в отсутствии точных сведений о природе океана. Но мало-помалу выясняется, что отказывают не знания, не логика, а нечто иное — то, что можно назвать познавательной установкой.

Когда ученый исследует чужеродный вид сознания, ему не приходит в голову, что он сам при этом может стать объектом наблюдения и эксперимента. Это кажется столь же нелепым, как если бы пациент, находясь под врачебным наблюдением, одновременно сам лечил врача. Мы привыкли рассматривать познание как односторонний процесс, и анекдот о том, что такое условный рефлекс с точки зрения обезьяны («это когда по звонку вбегают люди и дают нам бананы»), все же остается пока только анекдотом.

В «Солярисе» этот анекдот материализуется, океан начинает исследовать человека и уже этим травмирует его. Ведь привычная установка состоит в том, что исследователь есть лишь субъект исследования. Как всякая привычка, она становится чем-то само собой разумеющимся. И пока ее не преодолеют, никакое накопление знаний не приводит к успеху. Итак, возможны ситуации — и этому учит модель, созданная писателем-фантастом, - когда одних знаний недостаточно: необходимо еще осмыслить и собственную познавательную установку. Необходимо проанализировать то, что в философии науки именуется эвристикой.

У Лема есть и другая повесть, к сожалению, непереведенная, где сюжет основан на столкновении персонажей с противоположными познавательными установками. Расследуется необъяснимое преступление: ограблено несколько моргов. Кто-то похищает тела умерших и бросает их где попало. При этом трупы оказываются лежащими в таких позах, словно они двигались сами. Скотленд-Ярд (кому же еще заниматься этой жуткой историей?) привлекает к расследованию некоего ученого мужа. Тот наносит на карту места происшествий и обнаруживает поразительную закономерность. Оказывается, можно указать некий «эпицентр» событий: по мере приближения к этой точке скорость перемещения похищенного предмета возрастает. Не будем пересказывать все подробности, для нас важнее вывод, который делает ученый; он приходит к убеждению, что существует какой-то «жизненный фактор», временно возвращающий мертвым телам способность передвигаться.

Чиновник полиции резонно подозревает ученого в злостном намерении обмануть следствие. У самого следователя есть другая версия, которая кажется ему правдоподобней. Все это — дело рук водителя грузовика, свихнувшегося от одиночества в долгих ночных рейсах. И действительно, вскоре находят разбившийся в аварии грузовик, и есть какие-то основания заподозрить погибшего шофера в том, что он воровал трупы.

Повесть «Следствие» кончается, как и положено в таких случаях, неожиданно: мы так и не узнаём, в чем разгадка. Сам автор, пожалуй, склоняется на сторону ученого, однако не пытается представить логику следователя как худшую.

Все дело в том, что это просто различные установки. Для ученого статистическая повторяемость событий уже сама по себе есть вернейший признак стоящего за ними реального фактора. Реальность — это то, что воспроизводится. И его установка — поиск типичного, регулярного, статистически достоверного.

Установка следователя противоположна: он ищет в ситуации индивидуальные, неповторимые черты. Кроме того, для следователя предполагаемый преступник — не только объект изучения, но прежде всего действующий субъект. Гипотеза механического воскрешения настолько противоречит этой установке, что никакая статистика для него не убедительна. Да, пожалуй, и каждый из нас, окажись он в подобной обстановке, поверил бы скорее следователю с его человеческой логикой, чем ученому с его абсурдной, хотя и построенной «по науке» теорией.

Тем не менее речь идет совсем не о том, какая из двух установок правильней. Можно лишь обсудить вопрос, какая из них более плодотворна в данной конкретной ситуации. Обратите внимание на эту кажущуюся странность: мы привыкли, что утверждения, относящиеся к научному знанию, либо истинны, либо ложны, могут либо соответствовать фактам, либо не соответствовать; мы полагаем, что этими утверждениями собственно и ограничивается все знание. В действительности же мы имеем дело в науке — в самой строгой науке — не только с логическими выводами или экспериментальными фактами, но и кое с чем другим. С тем, что к истине имеет лишь косвенное отношение: с гипотезами, постулатами и специфическими познавательными установками — эвристиками.

Гипотеза может оказаться верной или неверной, но в тот самый момент, когда истина выяснена, гипотеза перестает быть гипотезой. Об истинности постулатов, лежащих в основе какой-либо научной теории, вопрос тоже в общем-то не стоит: в рамках развиваемой теории они безусловно истинны, хотя могут рухнуть вместе с теорией, если она окажется неудачной.

Что же касается установок, то ситуация в повести Лема «Следствие» в этом смысле вполне типична: бессмысленно выбирать из двух противоположных установок единственно истинную. Истина — то, что может быть найдено при помощи установок, но не сами они. Это все равно что спорить, какая из двух пословиц правильней: «Не откладывай на завтра то, что можно сделать сегодня» или «Утро вечера мудренее».

Научные эвристики устроены, можно сказать, по образцу пословиц. Исследователям фольклора хорошо известно, что практически для каждой пословицы можно подыскать парную, рекомендующую поступать ровно наоборот. По этому поводу другой польский писатель, Станислав Ежи Лец, заметил: «Пословицы противоречат друг другу. В этом, собственно, и состоит народная мудрость». Что тут удивительного? Странным было бы другое — если бы в любой житейской ситуации вам давали однозначное указание, как поступать. Иногда мудрость состоит в том, чтобы последовать совету «семь раз отмерь...», а иной раз оказывается, что «смелость города берет». При этом каждый избирает для себя тактику поведения. Мудрость (или «истина») заключается даже не в разумном компромиссе, но в умении понять смысл и «сферы применимости» полярно противоположных установок.

В жизни мы это хорошо понимаем. А вот в науке мы этого часто не осознаём. Мы не отдаем себе отчета в познавательных установках, на которые мы опираемся, как не задумываемся, скажем, о механизме ходьбы. А если мы и осознаем свою установку, то склонны считать ее единственно возможной. Нам бывает очень трудно согласиться с тем, что установка, противоположная нашей, может оказаться столь же уместной и даже более плодотворной.

2. МЕТАСЮЖЕТ НАУЧНОЙ ТЕОРИИ

Можно было бы составить реестр всех мыслимых познавательных установок, как составляют сборники пословиц. Я однажды попробовал это сделать.

Листая ученые книги и напрягая собственное воображение, я выписал 44 тезиса, которые могут быть использованы в качестве эвристических установок. Они расположились парами, в каждой паре одна установка тяготеет к номинализму, а противоположная — к реализму. (Вероятно, читатель догадывается, что здесь имеется в виду известное со времен средневековья противопоставление двух подходов к проблеме реальности конкретных вещей, общих понятий и классификационных категорий: номиналисты считали, что только вещи реальны, а классы и понятия — фикции; реалисты утверждали, что, напротив, высшей реальностью обладают лишь общие понятия и категории.)

Принцип взаимодополнительности противоположных установок оказался очень аккуратно подтвержденным. Для каждого члена пары удалось очертить поле, на котором та или иная наука собрала обильную жатву,— область удачного применения.

Например, установка «Ищи, как свойства целого сводятся к свойствам элементов (частей)» сыграла огромную роль в физике атомного ядра, в расшифровке наследственного кода, эта методологическая установка породила целые главы химии и т. д. Противоположная установка— «Ищи, как свойства целого определяют возможность вычленения элементов» — оказалась очень важной для теории связного текста в лингвистике, для общей теории систем, для многих вопросов биологической систематики. Нейрофизиология продемонстрировала плодотворность обеих установок: в статье Л. Цитоловского «Внутренний мир нейрона» («Химия и жизнь», 1977, № 3) показано, каким образом две полярные установки могут быть использованы для решения вопроса, что такое память. Таким манером можно было бы проиллюстрировать все двадцать две пары установок.

Однако само это количество несколько обескураживает. Чтобы внести в это многообразие какой-то порядок, следовало бы поискать существенные признаки, общие для разных установок. Здесь может снова помочь аналогия из области фольклора. Известно замечательное достижение В.Я.Проппа, автора книги «Морфология сказки», которому удалось описать универсальный набор элементов, из которых построен «метасюжет» волшебной сказки. Казалось бы, трудно представить себе что-нибудь более прихотливое, причудливое, неожиданное и непредсказуемое, чем приключения сказочного героя. Тем не менее, ученый сумел дать глубоко обоснованную, коренящуюся в особенностях мифологического мышления модель сказки — описать типологию героев и варианты допустимых сюжетов.

Воодушевившись этим примером, попробуем нащупать принципиальную схему (или несколько схем) познавательных установок, применяемых в науке. Ясно, что эти схемы должны укладываться в достаточно абстрактные философско-логические категории. Самих установок может быть и гораздо больше, чем те сорок четыре, о которых шла речь. Но зато абстрактных категорий не так уж много. В результате получаются следующие схемы.

I. Ищи конкретное, частное, особенное, индивидуальное.

I-а. Ищи абстрактное, общее, типичное, инвариантное.

II. Иди от конкретного к абстрактному (индукция).

II-а. Иди от абстрактного к конкретному (дедукция).

III. Ограничивайся непосредственно данным.

Ш-а. Стремись проникнуть вглубь.

IV. Стремись отделять акт познания от познаваемой вещи.

IV-a. Учитывай диалектическую связь между познанием и объектом познания.

Разумеется, это лишь отвлеченные схемы, которые отличаются от конкретных эвристик примерно так, как символика странствий условного сказочного героя отличается от всего, что пережил во время плаванья по Средиземному морю «скиталец в пернатом уборе» — Улисс. Чтобы обрастить эти схемы живой плотью, надо ввести в рассмотрение дополнительные аспекты изучения предмета — такие, как время, пространство, структура, информация, мера, существование.

Тогда, например, Cхема I в аспекте «время» дает установку: «Рассматривай явления исторически». Полярная же Cхема I-а будет выглядеть так: «Рассматривай свойства явлений, не зависящие от времени, но определяемые логическими связями». Исторический подход завещан нам XIX веком; нечего и говорить о том, как много он дал науке. Достаточно сослаться на эволюционную теорию Дарвина. Но, как мы убеждаемся сегодня, не менее важно осознать, что классификацию организмов можно и должно строить не на принципах общности происхождения (филогенетически), а на принципах близости структуры, на сходстве архетипа (номогенетически).

Схема П в аспекте «структура» приводит к установке «Ищи, как части определяют свойства целого», а противостоящая ей — к установке «Ищи, как целое определяет свойства частей»; о них мы уже говорили. Вообще же роль индукции и дедукции в познании столь велика (сошлемся хотя бы на «дедуктивный метод» незабвенного Шерлока Холмса), что на их противопоставлении строится одно из наиболее употребительных подразделений наук.

Схема III применительно к категории «существование» дает так называемую «бритву Оккама».

Английский схоласт XIV века Уильям Оккам, сторонник номинализма, сформулировал правило: frustra fit plura, quod fieri potest pauciora («незачем делать посредством многого то, что можно сделать посредством немногого»). Или, что то же самое: «Сущности не следует умножать сверх необходимого». Это не что иное, как эвристическая установка. Бритва Оккама, сбривающая излишние «сущности», запрещает изобретать дополнительные причины и новые субстанции там, где можно ограничиться более простым объяснением. Легко заметить, что знаменитая фраза Ньютона «природа проста и не роскошествует излишними причинами» («Начала», кн. 3) прямо продолжает мысль Оккама. Установка «не умножай сущностей» помогла изгнать из науки такие фикций, как флогистон и эфир.

Но когда владелец бритвы неосторожно размахивает этим оружием, начинаешь бояться, что вместе с волосами он отрежет клиенту голову. Опасность принципа ограничения сущностей та, что, во-первых, упрощается реальная картина происходящего, а во-вторых, единственно допустимым провозглашается то, что лежит на поверхности явлений. С правилом Оккама блестяще согласуется философия солипсизма, которая утверждает, что наши ощущения — единственная реальность. Это пример того, как почтенная установка приводит к абсурдным заключениям. В физике неаккуратное обращение с бритвой может повлечь за собой отказ от понятий странности или слабых взаимодействий; вместо этого выдвигается требование объединить все эти понятия в единой теории поля.

Итак, параллельно с установкой «Не умножай сущностей» можно сформулировать (на основе Cхемы Ш-а противоположную ей: «Вводи в рассмотрение те уровни существования, которые лежат в основе явлений; не бойся многоуровневой картины мира».

Схема IV может интерпретироваться по Эйнштейну: «Природа хитроумна, но не злонамеренна». Схема IV-a подсказывает обратное: «Изучаемый объект может сам воздействовать на того, кто его изучает» — или: «В процессе познания мы изменяем мир». Сюжет «Соляриса» — прекрасная иллюстрация этого принципа.

Любопытные познавательные установки вытекают из сочетания разных схем и аспектов. Вот несколько примеров, когда к различным схемам прилагается аспект «время»:

«Ищи повторяющиеся (воспроизводимые) явления» (l-a, III).

«Ищи редкие явления» (I, III).

«Ищи причины редких явлений» (I, Ш-а).

«Ищи механизм, гарантирующий воспроизводимость» (1-а, Ш-а).

Для сегодняшней науки в общем более характерно внимание к регулярно воспроизводимым событиям, чем к событиям особенным и редким. Но уже при исследовании фотоэмульсий с соударениями микрочастиц исследователи начали интересоваться редкими ситуациями соударения или распада, а не относить их всецело на счет погрешности эксперимента. Именно такие ситуации дают шанс открыть что-то новое.

3. ЭВРИСТИКИ И НАУКА БУДУЩЕГО

Цель этой статьи вовсе не в том, чтобы перечислить, какие бывают эвристики или схемы эвристик. Мы подошли к тому месту, когда можно выложить карты на стол. Все мы слишком привыкли к тому, что наука устроена на принципах логики, то есть сводится к формулированию утверждений, которые оказываются либо истинными, либо ложными. Даже когда мы предельно нелогичны, мы клянемся в верности логике и не допускаем даже мысли о том, что прямо противоположные утверждения, может статься, тоже имеют право на существование. Однако процесс познания и его результаты существенно зависят от эвристики, которую мы сознательно или бессознательно применяем. А в сфере эвристик понятия «ложь» и «истина» теряют свой смысл.

Уже в тот момент, когда до сознания, наконец, доходит, что в основе наших теорий лежат не только экспериментальные находки и логические утверждения, но и определенные эвристики, мы понимаем, что эти эвристики не обладают абсолютной принудительностью чисто логических построений. Больше того, я надеюсь, что беглый анализ познавательных установок, который мы только что провели, достаточно ясно показал, что эвристики «гуляют парами». Всегда полезно иметь в виду, что убеждение в правильности той или иной теории, того или иного вывода, постулата или даже целого направления может основываться не на фактах и не на логике, а просто на вере в неоспоримость избранной эвристики.

Так и хочется написать: «Скажи мне, какова твоя эвристика, и я скажу тебе, кто ты». Действительно, различные школы и даже целые эпохи в науке, различные веяния моды характеризовались выбором определенных эвристик. Отсюда мораль: давайте думать над тем, какие эвристики мы применяем. Размышления такого рода стимулируют полезное сомнение: а не лучше ли воспользоваться противоположной установкой?

Есть еще одно важное соображение. Опираясь на те или иные постулаты при выработке научной концепции, ученый невольно присваивает своим постулатам абсолютный статус, которого они, быть может, не заслуживают. А как же иначе? Мы строим дом, уверенные, что фундамент незыблем. Как вдруг изба оседает...

Крах «соляристики», тупик, в который зашла эта наука, был вызван именно тем, что герои повести Лема неуклонно следовали эвристике, которая вытекала из схемы IV, тогда как пора было задуматься о схеме IV-a, о том, что «изучаемый объект может сам целенаправленно воздействовать на изучающего субъекта». Нужны были «злые чудеса», понадобилась поистине невероятная встряска (или, добавим мы, незаурядная фантазия писателя), чтобы заставить героев отказаться от стереотипной установки.

От непонимания того, что на самом деле возможных установок много, происходит наше небрежение к теориям, где принимаются иные постулаты, отсутствие не то чтобы терпимости, но хотя бы простого интереса к построениям, отличным от тех, в чью убедительность мы верим. Внимание к познавательным установкам я рассматриваю просто как предпосылку осмысленности научных дискуссий. Как необходимое условие для такого диалога, где цель рассуждений — не столько опровергнуть доводы партнера, сколько уяснить себе ход его мысли.

Сегодня мы часто сталкиваемся с тем, что установки, хорошо зарекомендовавшие себя в одной сфере науки, переносятся в другую сферу, где уже нет никаких оснований полагаться на их познавательную ценность. Методы изучения физических и химических объектов некритически переносится на живую природу, язык, общество. Само по себе это могло бы и не вызывать возражений, если бы не подспудная претензия на абсолютную непогрешимость подобных физикалистских воззрений. Иногда эти пересаженные на новую почву методики что-то дают, чаще же это «что-то» — лишь наивная надежда на будущий урожай. Науку винили во многих грехах. Но один из ее несомненных грехов — готовность давать широкие обещания и легкомысленная вера в серьезность подобных прогнозов. Достаточно назвать прогноз научным, чтобы он вызвал неограниченное доверие в обществе.

Наука будущего, та, которая строится на наших, глазах, утратив строгую классичность своих очертаний, приобретет вместе с тем свойство прекрасной многосторонности. Сама по себе сложность изучаемого мира вынуждает нас отказаться от веры в абсолютизм избранной системы познавательных установок и требует большей сознательности и гибкости в обращении с этими установками.

ЧТО ЧИТАТЬ ОБ ЭВРИСТИКАХ

Ю. А.Шрейдер. Сложные системы и космологические принципы. В сборнике «Системные исследования». М., 1976.

И.Лакатос. Доказательства и опровержения. М., 1967.

Д.Пойя. Математика и правдоподобные рассуждения. М., 1975.

Э.Г.Юдин Деятельность как объяснительный принцип и как предмет научного изучения. «Вопросы философии», 1976, № 5.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.


Главная    Академия     Эвристика или 44 способа познать мир