Сборник - Эта книга сделает вас умнее. Новые научные концепции эффективности мышления
Неопределенность
ЛОУРЕНС КРАУСС
Физик, профессор-основатель и руководитель проекта Origins Университета штата Аризоны, автор книги Quantum Man: Richard Feynman's Life in Science («Квантовый человек: научная жизнь Ричарда Фейнмана»)
Понятие неопределенности – это концепция, которую понимают в науке, наверное, хуже всего. На разговорном уровне неопределенность ассоциируется с чем-то плохим, подразумевает недостаток твердости и невозможность предсказать что-либо. Например, неточность расчетов, касающихся глобального потепления, часто служит аргументом в пользу того, что в настоящее время лучше ничего не предпринимать.
Но на самом деле неопределенность – основа научного успеха. Возможность измерить неопределенность и включить этот расчет в модель делает науку количественной, а не качественной. Никакие числа, измерения или наблюдения в науке не бывают точными. Если приведены числа и не указана погрешность измерения, это означает, что они бессмысленны.
Общественности сложно понять важность неопределенности – отчасти потому, что значение последней относительно. Например, возьмем расстояние от Земли до Солнца: оно составляет 1,49597x1011 км, как это показывают измерения в определенное время года. Кажется, что это довольно точно; в конце концов, раз я указываю шестиразрядное число, значит, знаю расстояние с точностью до одной миллионной или где-то так. Но если цифра в следующем разряде точно неизвестна, то погрешность в оценке получится больше, чем расстояние от Нью-Йорка до Чикаго!
Следовательно, считать ли приведенное значение точным, зависит от того, что я собираюсь с ним делать. Если меня всего лишь интересует, во сколько завтра встанет солнце, число, приведенное здесь, вполне подойдет. Но если я хочу запустить спутник на солнечную орбиту, мне потребуется узнать расстояние поточнее.
Поэтому неопределенность и важна. Пока мы не сможем количественно оценить неопределенность своих заявлений и предсказаний, мы не сможем оценить их значимость и надежность. Это справедливо и для общественной сферы. Общественная политика без количественной оценки неопределенности или даже без понимания, насколько сложно получить такие оценки, обычно плоха.
Чувство меры в страхе перед неизвестным
ОБРИ ДЕ ГРЕЙ
Геронтолог, директор по науке фонда SENS[7], соавтор (вместе с Майклом Рэем) книги Ending Aging («Конец старения»)
Эйнштейн – не только один из величайших ученых-практиков, но и непревзойденный мастер афоризмов, помогающих понять место науки в контексте реального мира. Один из моих любимых афоризмов Эйнштейна гласит: «Если бы мы знали, что делаем, это нельзя было бы назвать исследованием». Это обезоруживающее признание, подобно многим другим высказываниям ведущих специалистов в разных областях, демонстрирует тонкую смесь сочувствия к трудностям, которые испытывают простые люди, пытаясь понять работу этих специалистов, и презрения к этим трудностям.
Одна из главных проблем, с которой сегодня сталкиваются ученые, – это объяснить общественности, как они действуют в условиях неопределенности. Публика знает, что ученые – это, так сказать, очень ученые люди; они знают о вопросе, которым занимаются, больше, чем кто-либо другой. Но большинству простых людей гораздо труднее осознать, что «знать больше, чем кто-либо другой» еще не означает «знать все» – особенно с учетом того, что, имея в распоряжении лишь частичное знание, ученому приходится вырабатывать план дальнейших действий. И этот план должен быть одобрен и в лаборатории, и в СМИ, и в кабинетах вышестоящих научных руководителей.
Разумеется, мы знаем, что многие ученые решительно не умеют объяснить широкой общественности, чем они занимаются. Это остается серьезной проблемой, в том числе и потому, что специалистов редко приглашают принять участие в диалоге с широкой публикой, так что они не считают выработку подобных навыков приоритетной задачей. Пресс-службы университетов всегда готовы дать тут совет или предложить тренинг, но даже когда ученые пользуются этими возможностями, они делают это слишком поздно и в явно недостаточной степени.
Но, по моему мнению, это второстепенная проблема. Как ученый, пользующийся роскошью часто общаться с широкой публикой, могу с уверенностью сказать, что опыт помогает лишь до определенного момента. И всегда остается одно фундаментальное препятствие: люди, далекие от науки, в своем отношении ко всему неопределенному в их повседневной жизни руководствуются инстинктами. Эти инстинкты существуют, поскольку на уровне повседневности они работают, однако они все же чрезвычайно далеки от оптимальных стратегий, которые применяются в науке и технологиях. Особенно важно это в технологиях, ведь именно через них наука встречается и начинает эффективно взаимодействовать с реальным миром.
Примеров подобных ошибок мышления так много, что их вряд ли стоит перечислять. Будь то свиной или птичий грипп, генетически модифицированные продукты или стволовые клетки – публичные дебаты проходят в сфере, настолько далекой от той, в которой ученые чувствуют себя уверенно, что ошибки последних вполне извинительны. Например, ученые долго не возражали против того, чтобы ядерный трансфер (nuclear transport) называли «клонированием», а это привело к многолетней задержке в критически важных исследованиях.
Один аспект этой проблемы особенно важен с точки зрения желания общественности избежать некомфортных для себя ситуаций – это неприятие риска. Когда неопределенность проявляется в таких областях, как этика (если речь идет о ядерном трансфере) или экономическая политика (как в вопросе вакцинации против гриппа), соответствующее планирование помогло бы избежать потенциальных проблем. Но когда дело касается отношения общества к риску, все намного сложнее. Наглядный пример – массовый отказ от прививок против основных детских заболеваний после публикации одного-единственного и весьма противоречивого исследования, связывающего эти прививки с аутизмом. Другой пример – задержка важных клинических испытаний генной терапии как минимум на год после смерти одного из участников эксперимента. Да, решение приняли органы власти, но в полном согласии с общественным мнением.
Реакция на соотношение риска и пользы в области передовых технологий – пример страха перед неизвестным. Это иррациональная склонность придавать большее значение риску, закрывая глаза на преимущества, что неизбежно отрицательно скажется на качестве жизни будущих поколений. Страх перед неизвестным в принципе вовсе не иррационален, если под страхом понимать разумную осторожность, но эту грань легко переступить. Если бы общественность можно было научить оценивать риск, с которым связано развитие технологий будущего, и разъяснить необходимость мириться с кратковременным риском в интересах очень существенных ожидаемых преимуществ, это ощутимо ускорило бы прогресс во всех областях, особенно в биомедицинских исследованиях.
Потому что
НАЙДЖЕЛ ГОЛДЕНФЕЛЬД
Профессор физики, Университет Иллинойса (Урбана-Шампейн)
Если вы идете в неверном направлении, то шаг вперед означает шаг назад. История показывает, что не новое знание, но отказ от старых концепций радикально меняет наше мировоззрение. Наша интуиция, которая заложена в нас с самого рождения, определяет наши научные предубеждения; эти предубеждения не только не годятся для понимания микро– и макромира, но также плохо описывают феномены повседневной жизни. Чтобы определить, что именно в очередной раз изменит наше мировоззрение, нужно свежим взглядом взглянуть на наши глубинные интуиции. За те две минуты, которые у вас займет чтение этого эссе, я постараюсь перестроить ваше базовое понимание причинности.
Обычно полагают, что у события есть единственная, предшествовавшая ему причина. Например, в классической физике мяч летит по воздуху, потому что его ударили ракеткой. Двигатель моего старенького автомобиля дает слишком большие обороты, потому что неисправный датчик показывает, будто температура двигателя слишком мала, словно он только что запущен. Мы настолько привыкли считать причинную связь неотъемлемым свойством реальности, что она прочно вошла в наше понимание законов физики. Но оказывается, законы физики не различают, в какую именно сторону течет река времени. Так что нам нужно выбрать, какие именно физические законы мы хотим иметь.
Сложные системы, такие как финансовые рынки или биосфера Земли, не подчиняются закону причинности. Каждое событие имеет множество возможных причин, и неизвестно, насколько одна из них важнее, чем другая (даже после того, как событие произошло). Можно сказать, что причинная связь больше похожа на сеть или паутину. Например, в любой день цены на фондовой бирже могут подняться или опуститься на какую-то долю процента. The Wall Street Journal вскользь отметит, что волатильность рынка связана со «стремлением трейдеров зафиксировать прибыль» или с тем, что «инвесторы скупают акции по низкому курсу». На следующий день биржевой индекс может качнуться в другую сторону по другим, быть может, абсолютно противоположным причинам. Однако в каждой сделке участвуют продавец и покупатель, и чтобы сделка состоялась, их интересы должны быть прямо противоположны. Рынок работает лишь благодаря множеству разных взглядов. Найти лишь одну основную причину, по которой происходят колебания на большинстве рынков, означало бы проигнорировать множественность перспектив рынка и забыть о природе и динамике временного дисбаланса между биржевыми игроками, которые придерживаются различных точек зрения.
