переклад статті “When Science is a Conveyor of Bad News”
Коли наука стає конвеєром невтішних новин
Наука
є феноменальною інституцією. Інколи я не можу повірити, що ця конструкція, яка працює так неймовірно добре, створена нами. Їй вдається
перетворювати людську недосконалість у вийнятково надійну машину, що
приводить в рух нашу махіну зростання і розвитку. Однак наука шукає
істину, а ми не завжди хочемо її чути. Якою ж буде наша відповідь? Чи не
стратимо ми посланця і покараємо інститут науки через неминучий шквал
поганих новин? Бо ж ще цього століття, як очікується, Земля
переповниться через край.
Я думаю що для багатьох людей в нашому суспільстві, особистий контакт з наукою обмежений природничими уроками в школі, або можливо виставкою науково-технічних досягнень, або будучи вже дорослими - переглядом передач на зразок Nova чи Shark Week на Discovery Channel.
Тому дозвольте відволіктись на хвилину і пояснити науку, якою пізнав її я (Ви можете пропустити цей розділ, якщо у Вас вже оскома)
Науковий Метод
Найкращий опис наукового методу, який мені попадався на очі, взятий з оглядового підручника по фізиці Хобсона [1]. Перефразовуючи:Науковий метод передбачає динамічну взаємодію між теорією та експериментом.
Просто ідеально. Як науковець, я не приходжу в понеділок щоб зафіксувати спостереження, сформувати гіпотезу у вівторок, в середу розробити експеримент для перевірки передбачень, провести експеримент в четвер і інтерпретувати результати в п’ятницю. Вам довелося б дуже сильно притиснути мене до стінки щоб почути де в довільно вибраний день я знаходжуся в цьому процесі. Насправді - всюди потрохи. Чесно. Це безлад, це постійний процес порівняння теоретичних очікувань з остаточним арбітром в будь-якій суперечці: природою. Деякі люди спеціалізуються на якомусь одному аспекті цього процесу, і можуть витратити роки вгризаючись в якусь область. Та навіть тоді, це дуже рідко коли робиться ізольовано.
Тим часом, наукові проекти в кожному закутку держави - під керівництвом вчителів, які самі нерідко не володіють досвідом як насправді працює наука - підходять до своїх тем з нехарактерною шаблонністю. У 9 випадках з 10 зусилля увінчуються ствердженням вірності початкової гіпотези; так немов це і було метою і критерієм успішності.
В той же час, рідко який студент остовпіє від результатів що засвідчують хибність гіпотези; натомість швидко переосмислить початкові припущення і подасться в неочікуваному, однак багатообіцяючому напрямі (це і є динамічною взаємодією). Саме так і виглядає справжній науковець за роботою. Шкода, що судді (з мого досвіду судді) часто не визнають це за справжній успіх.
Не можу упустити нагоди розповісти Вам про “найкращий” шкільний науковий експеримент, з яким мені доводилось стикатись (коли я сам ще був школярем, і ні - це був не мій експеримент): “чи світло подорожує крім тьму?”. Постановка: щільно закрита картонна коробка, всередині пофарбована на чорно; ліхтарик, що світить крізь отвір в одному кінці, і отвір для спостережень на протилежному боці. Вгадаєте результат?
Голодна Змія
Наука примітна тим що постійно намагається розшматувати себе, немов змія що їсть власний хвіст. Така вправа не обов’язково піде на користь змії, чи зробить її сильнішою, однак у випадку науки це дійсно робить її сильнішою.Це самоушкодження зумовлює ряд найменш поціновуваних людських рис: его, жага до слави і статусу, потреба придусити відчуття невпевненості і незахищенності.
На практиці воно працює так: Професор Істеблішмент помічає нагоду очорнити Теорію Х (будь-то еволюція, загальна відносність, антропогенна зміна клімату, т.і.) як прикре помилкове непорозуміння. За цим стоять жага слави, Нобелівської Премії і довічний реванш - можливо за роки принижень і утисків від шкільних гопників. Ось вони - передумови для дослівно кожного вченого на планеті.
Переконаний це здивує ненауковців, які мабуть сприймають наукове товариство як улесливу групу невдах, які сходяться в консенсусі кожного разу коли університетським кампусом проноситься оркестр-фургон, роздаючи зі службового входу дослідницькі фонди. Ні. Науковці можуть бути кмітливими, змагальними, хитрими, власними і при всьому цьому - залишатись класними.
[Доповнення: щоб не спотворювати образу науковців, я повинен також зазначити, що науковців надихає на дослідження цікавість, винахідництво, і вони залишаються в науці, тому що досліджувати і пізнавати є класно]
Як воно тримається купи?
Чому ж тоді наука не перебуває в кричущому стані хаосу, якщо всі науковці тільки й стараються що побити горшки? Чому ж тоді заголовки новин подаються, як одностайний погляд від всього наукового товариства? Можливо я просто не маю уявлення про що пишу?В Професора Істеблішмента є одна велика проблема. Дані. Гори експериментальних даних. Щоб бути сприйнятою серйозно, довільна нова ідея повинна продемонструвати сумісність з наявними експериментальними даними. Однак, одного цього замало щоб потрапити на передові шпальти газет. Щоб стати цікавою, вона повинна або розтлумачити аномалії, які виходять за рамки існуючих теорій, або передбачити результати ще не проведених експериментів, тоді як старі теорії тут пробуксовують.
Весь цей час я говорив про Професора Істеблішмента. Давайте тепер звернемось до Джо Шмо. В нього постійно багато по-справжньому карколомних ідей і на превеликий жаль - доступ до імейлу. Можливо серед всіх ідей трапляються і справжні перлини, однак, дуже рідко коли така вчена Попелюшка є достатньо свідомою згаданих вже гір експериментальних даних, кмітливості щоб провести змістовний аналіз, чи математичних навичок, щоб подати свої ідеї в зручному записі (будучи ситим по-горло від потоку небажаних торчкових імейлів, я врешті розробив і виклав сторінку для самотестування [2], яка таки зменшила напір пошти)
Отож роки професійної підготовки і дослідницького досвіду, читання і дописування журнальних публікацій, вправлянь в теорії і практиці дають Професору Істеблішменту суттєву перевагу коли справа доходить до нанесення смертельного удару по відомій і вкоріненій науковій теорії. Наукові революції майже завжди виходять зсередини наукового середовища. Випереджуючи Ваш контр-аргумент про швейцарського клерка з патентного бюро, зверніть увагу що цей добродій був кандидатом фізичних наук, автором ряду публікацій в ведучих фізичних журналах задовго до 1905 року; ба - більше того - був знайомий з ведучими фізиками Європи. Ейнштейн був далеко не таким аутсайдером, яким його вважає загал.
Я знав декількох науковців які брались за глобальне потепління повні впевненості, що їм вдасться розвіяти оману і виявити помилки в аналізі, даних чи їхній інтерпретації - тільки для того щоб з’ясувати що ця модель значно стійкіша і обгрунтованіша, ніж їм видавалось спочатку. Зазвичай, вони міняли тон після особистого знайомства з масою доказів. Не подумайте що я сповідую непохитність кожного твердження, або заперечую можливість розвінчання цілої теорії потепління. Однак ймовірність цього зменшується з кожною невдалою спробою її спростувати.
Як загартовується надійність
В сухому залишку, від описаної вище схеми ми отримуємо щось на зразок наукового Дарвінізму. Видні нові наукові теорії височать як призи, стягуючи на себе увагу і прицільний вогонь критики. Кожен хибний постріл робить теорію сильнішою, і тим самим підживлює спортивний інтерес. В ході цього процесу проводяться все нові експерименти і росте гора даних.Врешті-решт виснажені науковці припиняють обстріл і визнають теорію змістовним та наскільки-нам-відомо точним описом природи. Вона стає черговою сходинкою в дослідженні нових рубежів. Однак наростаючий консенсус не дається легко - завжди знайдуться вчені, які будуть провіряти основи всіх важливих теорій на міцність, в цій грі високих ставок на пошук істини.
Зрідка, однак, революційні ідеї беруть верх. Зазвичай вони зберігають ключові положення попередниць в певних добре відтестованих режимах. Ейнштейнова теорія загальної відносності перекреслює Гравітацію Н’ютона як фундаментально хибну, однак достатньо точну для побутового використання сьогодні і вовіки прісна. Теорія Загальної Відносності може бути зміщена одного дня, однак її наступниця мусить дотримуватись релятивіських (пост-Н’ютонівських) аспектів природи, які досліджені та виміряні з достатньою точністю.
Дозвольте зазначити, що фізики сприйняли квантову механіку, загальну відносність чи примарні нейтрино не тому що вони прагнули новизни, не через крутизну ідеї, і не тому що їм довелось відступити під натиском авторитета (на зразок Ейнштейна) чию думку не прийнято ставити під сумнів. Радше навпаки - ідеї такого плану насильно проштовхувались крізь гортань фізиків. І саме зв’язка теорія-експеримент відповідальна за насильницьку складову.
Чи це істина?
Було б перебільшенням сказати що наука осягла Істину. Однак пошук істини є безсумнівною метою і щонайменше наука досягає вражаючого рівня Істинності [3]. Можливо достатньо сказати, що наука подає нам найкращу версію Істини, яку ми в стані осягнути.Повторимось ще раз - науку не вирізьблено в камені: вона не повинна стати релігійною догмою. Вона настільки правдива, наскільки точні спостереження, що підтверджують її вірність, і двері завжди відчинені для нових спостережень і нових інтерпретацій. Саме тому ми ніколи не зможемо назвати її Істиною з великої літери “І”. Однак вона незрівнянно краща за все, що ми можемо понапридумувати сидячи в комфортних кріслах, та ще й перевірена природою і експериментами.
Добрий, Злий і Хамка на ім’я Наука
Попередній виклад наголошує на тому факті, що попри всю суб’єктивність практикантів, наука вибудовується на об’єктивній основі. Тим самим наука стає рівнодушною, мало переймаючись моральною стороною життя. Веде себе хамсько.Багато сприймають науку як позитивне явище: вона служить фундаментом для технологій, які в свою чергу забезпечили розвиток медицини, земних благ, безпеки і тому подібного. Чимало бачать і негативні аспекти: ядерну зброю, маніпулювання геномом, деградацію навколишнього середовища і тому подібне.
Однак науці всерівно. Наука дозволила людству зрозуміти еволюцію Всесвіту з моменту Великого Вибуху? Вона лише зводить плечима. Наука вилікувала поліомієліт? Вона тільки позіхне. Наука вселяє неспокій твердженням про неминучу загибель Землі, Сонця і відомого Всесвіту? Вона вся в щоденних турботах. Наука відкрила секрет створення ядерної зброї, здатної знищити все живе на планеті? Та їй всерівно.
Вона зовсім як злісна тітонька.
Однак те, що вона хоче сказати про наше майбутнє, заставляє мене витягнутись струною. Тітонька Наука стверджує:
- Фаза росту, що хоч і стала для нас такою звичною, є тимчасовим явищем [4]; зрештою як і пристало на кожну експоненціальну функцію.
- Головний енергоресурс, якому ми завдячуємо наш ріст є скінченним, і буде вичерпаний впродовж наступного століття [5].
- Сучасне сільське господарство є залежним від скінченного викопного палива і вимагає приблизно 10 калорій затрат на кожну калорію яку ми споживаємо у вигляді продуктів [6].
- Навіть якщо б народжуваність раптом впала до рівня відтворюваності, населення планети все одно продовжуватиме рости завдяки демографічній інертності.
- Втеча за межі планети не є вірогідним виходом, через енергетичні обмеження та вороже середовище, яке ми знайдемо всюди за рамками тонесенької оболонки нашої планети [7].
- Наш скарб викопного палива призвів до несанкціонованого кліматичного експерименту світового масштабу, котрий може спричинити спустошення серед продовольчих культур та таке ж за силою відлуння у пов’язаних видах [8].
Давайте спалимо обсерваторію
Отож моє головне запитання звучить “як саме зреагують маси на Злісну Тітоньку Науку, по мірі того як головний мотив новин зміщуватиметься з розповідей про чудові речі які є можливими до деталізації причин з яких деякі наші мрії стають неможливими”? По мірі того як наша планета “наповнюється”, баланс новин однозначно похитнеться - що і почало вже відбуватись - в негативну сторону; принагідно вказуючи на звички, практикування яких матиме жахливі наслідків.З прикладом подібної невтішної новини я стикнувся минулого тижня. Поширеним очікуванням є припинення росту (чи навіть часткове зменшення) чисельності суспільства щойно воно досягне певного рівня освіченості, комфорту, економічного розвитку і споживання енергії. Це так званий демографічний перехід, і для багатьох людей він є складовою їхніх уповань на майбутнє. Кажуть, що нам достатньо сприяти росту слаборозвинених країн на їхньому шляху до описаного переходу (і звичайно ж ніхто не заперечуватиме проти того щоб принагідно і розвинені країни відчули на собі позитив економічного зростання, правда?). Однак недавнє дослідженя [9] (зверніть також увагу на суміжну публікацію [10]) розглядало кореляцію між доступністю енергії і ростом населення і прийшло до висновку, що баланс наступає на рівні 13000W на людину. Поєднуючи це з різноманітними прогнозами по об’ємах доступної енергії в майбутньому, було показано що населення стрімко зростатиме і перевищить прогнози ООН вже до середини століття. Кількість енергії необхідної для досягнення глобального демографічного переходу (за умови що наведена кореляція не зазнаватиме суттєвого перегляду) є просто абсурдною. Тітонька Наука стверджує що малоймовірно. Ось так перекреслено ще одну мрію.
Чергові приклади варто шукати на шпальтах щоденних газет. Я прогнозую лавину публікацій про обмеження які доведеться накладати на наші амбіції. Це станеться не тому що це в моді, а тому що саме в цьому напрямку веде гора доказів.
Насправді це все мене серйозно турбує. Я ціную науку за її здатність долати людські вади: властиво вибудовуючи з цих слабинок сильну апроксимацію Істини. Наука це розкіш, породжена суспільством з почуття доброї волі, цікавості і перспективи. Вона служила каталізатором економічного зростання не тільки торуючи шлях до світу сповненого можливостей і дивовиж, але й розробляючи складні методології пошуку підземних ресурсів у формі енергії і матеріалів. Доки наука справлялась з поставленими задачами всі були задоволені. Однак, по мірі того як зношуватиметься це століття, вирази “не можна”, “не слід”, “не варто” будуть все частіше з’являтися в околі науки. А це не настільки популярне серед народних мас.
Чи відіб’ється це на згортанні наукового фінансування? Чи наважимось ми припинити оплату поганих новин? Чи зазнаватимуть науковці політичного тиску щоб залишатись осторонь “невтішних” тем після того як народні маси матимуть досить, або ж погані новини будуть визнані несприятливими для морального стану суспільства і відповідно чинитимуть психологічний тиск на економічний ріст? Я хочу вірити, що ми завжди триматимемо двері широко відчиненими для правди, навіть коли вона ріже вухо. Однак я не настільки впевнений що це буде саме так - особливо коли з’являється фінансова складова.
Звернемось до Сімпсонів - цього джерела мудрості з питань людської сутності - мій улюблений епізод [11]
починається з Барта, який бешкетуючи з телескопом відкриває комету.
Місцева обсерваторія визначає, що комета летить прямо на Спрінгфілд. Всі
спроби відвернути катастрофу лише погіршують ситуацію (так, ракета
вислана для перехоплення комети сходить з курсу і підриває єдиний міст з
міста). Лише Гомер залишається безтурботним, міркуючи що комета добряче
підсмажиться в атмосфері і зменшиться до розміру голови Чіа-хуа перед
тим як врешті впасти на землю. Цілковито зірвавши любі скоординовані
спроби запобігти катастрофі, все місто опиняється в бомбосховищі Неда
Фландерса, а його самого виставляє за двері. У рідкісному вияві почуття
провини, Гомер вирушає за Недом зустріти разом “кінець”, соромлячи цим
решту мешканців міста. Врешті вони всі виходять назовні. Комета таки
згоряє при входженні, її залишок руйнує покинуте бомбосховище і завершує
свою мандрівку біля ноги Гомера, де саме в цей час влаштувалась Чіа-хуа
для зручного порівняння розмірів. Це все є доволі кумедним і я щиро раджу цей епізод. Однак частина, яка врізалась в мою пам’ять - це реакція натовпу. У відповідь на емоційні переживання, які випали на долю мешканців, злість і невдоволення вириваються назовні буквально в перші миті після порятунку. Натовп вирушає в сторону обсерваторії щоб спалити її до тла, щоб “ніколи нічого подібного більше не повторювалось”.
На превеликий жаль, я думаю це може передвіщати долю науки. Описана сцена також ілюструє неточність громадської думки: обсерваторія зіграла незначну роль, не кажучи вже, що самі знання про наближення комети повинні були б сприйматись як корисна послуга. Можливо мені не слід використовувати мультик для їдких ілюстрації. Важливо те, що ми робимо в реальному світі.
Зіткнувшивсь з прогнозами глобального потепління, скінченності росту, занепаду екосистем, забруднення, неврожаїв, пересихання водоносного горизонту, виснаження океану чи будь-якого іншого попередження - коли очікуваний результат є невтішним, чи не піддамося ми спокусі винити у всьому інститути, що й принесли усвідомлення проблем? Чи не спалимо ми обсерваторію, відцураємось від науки, і обома руками закриємо вуха щоб не чути нових попереджень? Я сподіваюсь, що ми будемо мудрішими. Тим часом, будьте на сторожі ознак, що наука втрачає популярність - а я очікую що це відбуватиметься найближчими десятиліттями. Насправді, я відчуваю, що це вже почалось.
[1] підручник Хобсона
http://books.google.com/books/about/Physics.html?id=j9cLQgAACAAJ
[2] сторінка самотестування
http://physics.ucsd.edu/~tmurphy/self-calibration.html
[3] Wikipedia Truthiness
http://en.wikipedia.org/wiki/Truthiness
[4] Galactic Scale Energy
http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2011/07/galactic-scale-energy/
[5] Peak Oil Perspective
http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2011/11/peak-oil-perspective/
[6] Flex Fuel Humans
http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2012/04/flex-fuel-humans/
[7] Why Not Space?
http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2011/10/why-not-space/
[8] Recipe for Climate Change
http://physics.ucsd.edu/do-the-math/2011/08/recipe-for-climate-change/
[9] Current Demographics Suggest Future Energy Supplies Will Be Inadequate to Slow Human Population Growth
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0013206
[10] Industrial energy use and the human life history
http://www.nature.com/srep/2011/110805/srep00056/full/srep00056.html
[11] Wikipedia, Simpsons: Bart’s Comet
http://en.wikipedia.org/wiki/Bart%27s_Comet
