Здесь m1 и m2 – массы обоих тел, r – расстояние между их центрами, G – некая постоянная величина, коэффициент пропорциональности. Ньютон не знал величину гравитационной постоянной G в своем законе, он лишь постулировал зависимость силы от масс тел и расстояния между ними. Константу G удалось оценить только через сто лет, в основном трудами Генри Кавендиша. Но закон тяготения обладал научной строгостью – из него можно было вывести законы движения планет и делать проверяемые астрономические предсказания.
С помощью законов Ньютона английский астроном Эдмонд Галлей совершил переворот в представлениях о кометах, считавшихся до этого случайными странниками, пролетающими сквозь Солнечную систему, и показал, что одна из таких комет наблюдается на небосводе каждые 75–76 лет. Предсказание Галлея сбылось в 1758 году, когда комета снова вернулась (она была названа впоследствии кометой Галлея), что стало первым триумфальным подтверждением справедливости теории тяготения Ньютона. И уже во всю свою мощь физическая теория Ньютона раскрылась при открытии Нептуна – первой в истории планеты, открытой не путем наблюдений, а благодаря точным математическим расчетам. Согласно ставшей крылатой фразе французского физика Франсуа Араго, Нептун стал «планетой, открытой на кончике пера».
Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области явлений, а также весь накопленный массив эмпирической информации, рабочие гипотезы, методы и принципы, дополняемые соответствующей терминологией, образуют научную теорию
[15]. Это условно конечная точка развития. Научная теория оказывается очень большим и крепким зданием. Но и она постоянно дополняется, развивается. Появляются новые результаты более точных наблюдений и экспериментов, выявляются погрешности в старых работах, развивается математический аппарат научных теорий (без математики в науке никуда). Научные теории развиваются и углубляются. Эволюционная биология сто лет назад и сегодня – драматически различны. Психология сто лет назад и современные когнитивные науки – также принципиально различаются. Наука не стоит на месте. Наука идет вперед.
Человек, не вовлеченный в этот процесс, может путать понятия «гипотеза», «закон» и «теория». А между ними, как мы видим, есть существенная разница. Решающий эксперимент может опровергнуть выдвинутую гипотезу. Новое изученное явление может ограничить область применимости безукоризненно работавшего ранее закона. Опровергнуть теорию значительно сложнее. Часто в СМИ появляются очередные разоблачители «теорий Эйнштейна», «теорий Дарвина», «теорий Хокинга» и прочее. Многим подобным деятелям, видимо, недоступно для понимания, что все эти теории, хотя и появились благодаря работе выдающихся ученых, но держатся отнюдь не на их непререкаемом авторитете.
«Эволюция – это всего лишь теория», – вещает с амвона священник. Нет, эволюция как явление – это твердо установленный факт. А если вам хочется покритиковать именно «теорию эволюции», в своей современной форме именуемую «синтетической теорией эволюции», – то вас постигнут определенные сложности. Потому что научная теория – это не догадка, не допущение, не предписание одного авторитетного человека, данное другим людям для заучивания, не истина, явившаяся кому-то во сне. Современная научная теория – это громадный комплекс теоретических и эмпирических знаний и методов, накопленных задач и гипотез. Теория в науке – это результат коллективного труда тысяч, десятков тысяч человек, творение, имеющее длительную историю развития. Прежде чем начинать с чем-либо спорить, желательно сначала ознакомиться с оспариваемым объектом. Сотни революционеров каждый день стремятся нанести сокрушительный удар по «закостенелым научным догмам». И каждый раз их постигает неудача. Опровергнуть научную теорию – совсем не тривиальная задача.
6. Механизмы науки. Признаки хорошей научной теории
И вот мы, наконец, создали новую научную теорию. При каком условии нам удастся сместить с пьедестала устаревшие знания, отжившие свой век теории или вывести науку «из тупика»? Чем отличается хорошая научная теория?
Объяснительный потенциал. Хорошая научная теория должна объяснять большее число имеющихся фактов и делать это более точно, чем альтернативные теории. Все произошедшие научные революции до настоящего времени были вызваны поисками ответов на ключевые, необъяснимые в рамках господствовавших представлений явления и противоречивые результаты экспериментов. Развитие новой теории начинается с попытки объяснить и понять подобные необъяснимые явления. Например, общая теория относительности Эйнштейна объясняет явление гравитации точнее и лучше, чем закон тяготения Ньютона, а синтетическая теория эволюции имеет больший объяснительный потенциал, чем классический дарвинизм или предшествующие ему концепции.
Предсказательная сила. Любая научная теория должна не только объяснять известные факты, но и предсказывать
[16] новые результаты, например, результаты экспериментов, которые можно провести сейчас или, если технические средства не позволяют, в будущем. Чем точнее подтверждается предсказание, тем выше доверие к теории. Например, Альберт Эйнштейн (который, как считают многие сторонники альтернативной физики, был абсолютно не прав) в 1916 году, в своей работе по общей теории относительности, предсказал существование гравитационных волн. И вот, спустя 100 лет, оно подтвердилось: международная коллаборация ученых LIGO Scientific Collaboration заявила об экспериментальном открытии гравитационных волн.
Согласуемость с научными знаниями в смежных (пересекающихся) областях. Многие факты опираются на данные из разных областей науки. Опровержение отдельно взятого факта может повлечь за собой конфликт с другими науками. Если, к примеру, ортодоксальный креационист отвергает датировку костей динозавра сотней миллионов лет, то он будет вынужден отречься не только от идей «коварного Дарвина», но и от геологии с физикой, методами которых данные кости были датированы. Хорошая теория вынуждена считаться с соседними теориями по крайней мере до тех пор, пока никто не доказал их ошибочность.
