Б.В. Булюбаш

Статистический подход в истории науки и

В современном естествознании

Введение

"…весь научный прогресс не что иное, как постепенный отказ от простоты мира..."

Станислав Лем

Изучая значимые для общества проблемы современной науки (генетически модифицированные продукты, глобальное потепление, электросмог…), исследователь сталкивается с большим количеством разнообразной информации. При этом данные, полученные из разных источников и разными методами, нередко противоречат друг другу. В подобных ситуациях неопределенности построить приемлемую модель изучаемого явления крайне сложно (а иногда и невозможно) Анализу таких ситуаций - на примере сюжетов из истории науки и современного естествознания (которое нередко называют естествознанием сложного) – как раз и посвящено данное пособие.

Стремясь выделить нечто общее в разных сюжетах, мы обращаем внимание на то, что исследователи в подобных ситуациях активно используют язык статистического подхода. В этом случае ученый анализирует в первую очередь не столько теории и модели, сколько вероятности, корреляции (статистические зависимости, когда с изменением одного параметра меняется другой) , факторы риска, случайные и систематические погрешности. На этом этапе чрезвычайно важной для исследователя становится интуиция…именно интуиция помогает увидеть контуры нового знания в хаосе фактов и чисел.

Структура пособия. Соответственно сказанному во всех пяти главах данного пособия мы обращаем особое внимание на использование естествоиспытателями статистического подхода. При этом в разных сюжетах, разбираемых в данном пособии, уровень использования языка статистики достаточно разный.

В первой главе пособия рассказывается об истории проникновения статистики в гуманитарные и естественные науки. Вторая глава состоит из несколько историко-научных сюжетов (Сноу, Земмельвейс, Пастер), объединенных общей эпохой – 19 веком, а также общей темой – историей создания микробной теории болезней. Глава третья называется "Физика, астрономия и статистика: как случайное отличить от неслучайного?", в ней разобраны истории из научных биографий физиков Джеймса Джоуля, Роберта Милликена и астронома Генриетты Левитт. Четвертая глава "Радон, генетически модифицированные продукты и электросмог: каковы риски?" рассказывает о статистических исследованиях, связанных с возможным влиянием слабых и неионизирующих излучений на организм человека, а также с возможной опасностью использования генетически модифицированных растений. Пятая глава "Климат планеты Земля: задача со многими неизвестными" посвящена дискуссиям вокруг разнообразной статистической информации, связанной с проблемой глобального потепления.

Легко видеть, что с точки зрения содержания разбираемые нами примеры относятся к различным предметным областям. По мнению автора, такая эклектичность неизбежна, поскольку предметом нашего интереса является естествознание – междисциплинарная область знания. Излишне говорить, что разобранные в пособии сюжеты не укладываются в распространенное представление об истории научных открытий как истории рождения идей и последовавших экспериментальных исследований, в которых эти идеи нашли подтверждение.

Насколько соответствуют рассмотренные в пособии примеры тому направлению, в котором развивается наука XXI века? Вот что пишет о современной науке В.В.Свиридов, автор учебника "Концепции современного естествознания" (год издания – 2005, на учебнике - гриф Минобразования РФ):

1. Современное естествознание стало эволюционным, историчным. Уникальность объекта неизбежно требует исторического, эволюционного метода его исследования.

Действительно, только с учетом временных изменений возможен анализ влияния ГМР на человека. Только в контексте эволюции атмосферы Земли за тысячи и сотни тысяч лет возможно обсуждение причин парникового эффекта. Только изучение процессов, происходящих в организме за большие промежутки времени, выявило побочные эффекты борьбы с бактерией хеликобактер. Вне больших временных промежутков невозможно проанализировать проблему влияния радиоактивных излучений на рост раковых клеток.

2. Естествознание все больше интересуется сложными объектами. Естествознание все больше интересуется уникальными объектами, существующими в единственном числе.

В нашем случае такими уникальными (и такими сложными) объектами являются атмосфера и гидросфера Земли (парниковый эффект), а также земная биосфера (генетически модифицированные растения). Несомненно, уникальным объектом является Вселенная (закон Хаббла).

Значительная часть приводимых нами примеров заимствована из британского учебника по естествознанию для "гуманитарного профиля" Science for Public Understanding. Из учебника же заимствована ориентация на такие примеры из истории науки (и из ее настоящего), в которых видна сложность достижения консенсуса внутри научного сообщества. Мы также старались следовать общей стратегии британских коллег, анализирующих в курсе естествознания в первую очередь те научные сюжеты, которые имеют непосредственное отношение к человеку.