# Сравнение наук

Леонид Александрович Ашкинази

Сравнение наук


В управлении преподаванием есть такая мода -- агрегированные курсы, слияние наук. "Сбросить с парохода современности" вековой опыт развития наук и их преподавания -- увлекательное занятие. Особенно для тех, кто ничего другого не умеет. Однако это может быть и вынужденной мерой -- при "урезании часов" на конкретные предметы. Сделать действительно хороший агрегированный курс, может быть, и возможно. С учетом вреда от вытеснения классических предметов, это все равно принесет больше вреда, чем пользы. Но можно с относительно небольшим риском, после изучения классических наук по нормальным учебникам, делать несколько лекций, посвященных сравнению наук.


Науки измеряют -- какие и как


Есть разные способы сравнения наук. Например, можно посмотреть на зарплаты в разных науках, на потребность общества, на конкурсы в вузах, на традиции написания статей, на источники финансирования, на роль "внутреннего интереса" и внешнего заказчика, на тип заказчика (другие науки, техника, социум, отдельные люди), и так далее. Для решения разных задач могут быть использовано сравнение по разным параметрам. В этих двух статьях даны примеры сравнения наук по многим параметрам, в частности, по источникам объектов, по тому, что и как они измеряют, есть ли в них мечта о единой теории, претендуют ли они на объективность. Все параметры разделены на две группы -- метрологические и прочие. Причина этого деления такова.


Автору этой статьи довелось преподавать метрологию в Московском государственном институте электроники и математики (вплоть до его поглощения НИУ ВШЭ). Проректор поручили ему преподавать этот предмет на пятом курсе Факультета прикладной математики. Вот уж кому вольтметры и штангенциркули были до лампочки! Поэтому автор, чтобы студентам было интереснее, включил в курс, кроме обычных физических и инженерных измерений, измерения в социологии и психологии. Курс преподавался несколько лет, причем доли материала, относящегося к разным дисциплинам, варьировались от семестра к семестру. Студенты наиболее позитивно оценили вариант, в котором примерно равные доли отведены материалу по измерениям в разных науках. После этого автор сообразил, что взгляд со стороны метрологии универсален, что он эффективен не только в естественно-научных, но и в гуманитарных дисциплинах -- и искусствовед, оценивая живопись, и судья на чемпионате по фигурному катанию -- все они измеряют. А уж заинтересовавшись сравнением наук, я обнаружил, что кроме метрологических параметров, есть и другие способы сравнения. О них будет рассказано во второй статье. А сейчас обратимся к метрологии, опираясь на авторитет Галилея: "Нужно измерять все измеримое и делать измеримым то, что пока еще не поддается измерению".


Приборы


В метрологии есть несколько основных понятий, которые рассматриваются в любом учебнике. Например -- эталон, прибор, методы обработки данных и т. д. Попробуем сопоставить физику и технику с социологией, психологией и экономикой, по некоторым из этих базовых понятий. Базовое понятие для метрологии -- эталон. Он есть в физике и технике, но его нет в остальных трех дисциплинах. В психологии есть понятие "норма", но оно не вполне четкое, есть даже термин "вариант нормы". А в социологии и экономике эталона нет потому, что слово "эталон" воспринимается как нечто нормативное, обязательное, а серьезному социологу или экономисту неловко объявлять какое-то устройство общества обязательным.


Понятие "прибор" используется в физике и технике, в других областях так не говорят. Но по сути приборы есть везде -- у социолога это анкета или наблюдение, у психолога -- тесты, у экономиста -- данные статистики. В классической метрологии вопрос о приборе не возникает, приборы существуют и работают. Проблемы возникают по мере выхода из области рутины, когда мы начинаем измерять нечто новое или в новых условиях. В социологии ситуация иная. Стандартных приборов у социологов нет, идея стандартизации приборов -- анкет и методов наблюдений -- не популярна. Один из источников проблем -- слишком сильная "связь с жизнью": социология общается с респондентами на естественном языке, и использует его при интерпретации наблюдений, поэтому международные стандарты создать трудно. Вспомним, что именно контакты между странами, и прежде всего торговля, служили и служат стимулом для стандартизации.


Анкеты, наблюдения и эксперименты в социологии -- не чисто социологические, а частично психологические инструменты: они применяются к отдельным людям и лишь потом, после обработки, проектируются на общество. Нечто подобное есть в технике, когда контролируется несколько образцов, а вывод делается о партии продукции. Более "социологичны" экспертные опросы, когда специалистам задаются вопросы об обществе -- социологичность в этом случае вносит мозг эксперта. Социологическим инструментом являются фокус-группы, мозговые штурмы и прочие методы, охватывающие хотя бы малую группу, но сразу. Причем способом, который подключает, хотя бы в миниатюре, механизмы, реально работающие в обществе (например, давление авторитета). Социологическими являются методы, применимые ко всему обществу сразу, методы, интегрирующие мнения отдельных людей посредством методов "социального интегрирования", например, выборы. А вот в распространении слухов, анекдотов и мод роль психологии кажется большей. Заметим, что даже если в общество что-то (например, слух) попало вполне детерминировано ("вброс"), то ведь в "генераторе вбросов" эта информация (то есть слух) тоже должна была как-то возникнуть. Великий Аристотель считал, что мыши зарождаются сами, в нильской грязи; современная физика считает эту гипотезу сомнительной. Надо бы спросить биологов...


Величины и проблемы


Обычное определение таково: физическая величина -- одно из свойств, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Но что такое "химическая" или "биологическая" величина, и существуют ли таковые, не являющиеся "физическими"? Например, чисто биологической величиной можно было бы назвать устойчивость вида к изменению условий обитания или "окно контакта" -- период "контактопригодности" для инопланетных цивилизаций (Станислав Лем). Возможно, что интуитивно ощущаемое затруднение при введении этих понятий означает проникновение физики в химию и биологию на уровне измеряемых величин. Отражает эту ситуацию и язык: выражения "химические величины" и "технические величины" употребляются в 100 раз реже, чем выражение "физические величины".


Социологическую величину по аналогии можно определить, как одно из свойств социологического объекта, общее в качественном отношении для многих социологических объектов (обществ), но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. В физике и технике процесс превращения интуитивных представлений в измеряемые величины начался давно, идет по сей день, и большое количество таких величин уже создано. В социологии процесс выработки понятий идет все время, но устоявшихся согласованных величин пока немного. Разные исследователи изучают один и тот же процесс и измеряют то, что интуитивно кажется одним и тем же, разными инструментами (в том числе, и разными анкетами).


В социологии и психологии параметры обычно связаны, их связь сама -- объект изучения, и структура этой связи может быть различна. Психологами этот, с точки зрения физика или инженера странный факт не скрывается, более того, они пишут, что психологические тесты должны использоваться профессионалами и применяться комплексно. Физик, если и согласится с тем, что напряжение должны измерять физики (но улыбнется), однако утверждению, что напряжение можно измерять только одновременно с током, сильно удивится.


В физике и технике измерение становится проблемой, когда предполагается измерять какую-то новую величину. В социологии эта проблема отчасти завуалирована тем, большинство исследователей создает свои инструменты (анкеты) самостоятельно. Проблема возникает, если предполагаются измерения в необычных условиях, причем "необычные условия" можно понимать многими способами. Например, измерения при необычных значениях других параметров того же объекта или сигнала -- обычное значение мощности, но с необычной точностью, или с обычной точностью, но на необычной частоте. В социологии большинство опросов проводится с людьми старше 18 лет. Адаптация анкет для младших возрастов, причем обеспечивающая сопоставимость результатов -- проблема.


Важный вид необычных условий -- измерения с особо малым влиянием на объект: ради увеличения точности или в ситуации промышленного шпионажа. В социологии незначительность влияния на объект -- одна из важнейших задач. Важно влияние вопросов не только на данного респондента в процессе работы с данной анкетой или воздействие на работу с данной анкетой его работы с другой анкетой неделю назад, но и предположительно возможное влияние на общество публикации результатов социологических измерений.


Еще один вид необычных условий -- особые внешние условия. Высокая или низкая температура, значительный уровень радиации, агрессивная среда, высокое давление или вакуум. В социологии примерами могут служить изучение мнений людей в "горячих точках", концлагерях, тюрьмах, замкнутых социальных группах (олигархи, бомжи, сотрудники силовых структур, наркоманы и т. п.).


Выбор объекта для измерений


Если принять, что эксперименты на людях вообще недопустимы, то социология и психология получают статус "наблюдательной науки", которым они будут отличаться от естественных наук, но не от всех. Статус наблюдательной науки имеют, например, почти вся астрофизика и космология. Тем не менее, они -- науки; правда, быть науками им помогает то, что они и информационно, и методически связаны с остальной физикой.


Во многих случаях при измерении имеются свободные параметры. Если надо измерить напряжение на этих клеммах в данное мгновение, то вопрос о свободных параметрах не возникает, но если надо измерить рост человека, то возникает вопрос -- утром или вечером его измерять? Напряжение в сети -- днем или ночью? Квалифицированный метролог понимает, есть ли в конкретной ситуации свободные параметры, из опыта работы может представить себе, существенны ли они, а при сомнении -- проведет соответствующие измерения. В социологии эта проблема стоит не менее остро и есть традиционные методы ее решения (рандомизация, квотная выборка и т. д.).


В технике этот вопрос тоже возникает -- бывают производства со 100 %-м контролем, а бывают с выборочным: у каждого десятого, сотого или какого-то иного изделия контролируется некий параметр. Выбор частоты контроля определяется скоростью дрейфа данного параметра, стоимостью контроля и "стоимостью" пропуска какого-то количества бракованных изделий, а образцы из партии или пробы вещества берутся случайным образом или равномерно по массиву. Проблема выбора объекта существует и в физике, например -- в физическом материаловедении. Как правило, исследуют несколько однотипных объектов, чтобы убедиться в их, с необходимой точностью, одинаковости. Либо обнаружить существенные и интересные различия и продолжить исследование. Для социологии эти вопросы фундаментальны -- это проблема репрезентативности выборки. Задача составления выборки в социологии отчасти подобна задаче составления выборки при контроле партий изделий в технике.


Зависимость любого измеряемого параметра от времени может быть интерпретирована, как в социологии, так и в физике, разными способами. Можно считать, что это правильное, закономерное изменение параметра. Например, измеряя напряжение в сети и заметив, что к вечеру оно несколько уменьшается, мы говорим, что сеть перегружена. Чем такое изменение систематичнее, тем скорее у нас появятся теория. Особенно, если есть дополнительные данные, говорящие об этом же (уменьшение частоты). Другой вариант -- ситуация, которую мы интерпретируем как поломку, аварию, как "респондент не в себе". Но трудно представить себе такое изменение напряжения, что мы скажем: "сеть изменилась" или "это другая сеть". Между тем фразу "он стал другим человеком" мы сказать можем. А могут ли социологи сказать: "Общество стало другим"? В обыденной речи так говорят.


Многократные измерения


Важный вопрос практической метрологии -- сколько измерений делать. Обычно пишут, что измерения должны проводиться многократно, и долго обсуждают, достаточно ли двадцати, или лучше тридцать. Однако любому инженеру и физику известно, что большинство измерений делается человеком один раз. Но когда человек все-таки решает, что измерения надо повторить? А проделать третий раз? А четвертый? Когда он начинает подозревать зависимость от времени и какую? Когда простой линейный тренд, а когда что-то более сложное? И как он это расшифровывает, какие гипотезы клубятся в его голове и как это влияет на его дальнейшие действия? Кажется, это никто не изучал, а ведь это -- повседневная практика. Заметим, что многократное повторение измерений может как раз сильно искажать результаты, если само измерение влияет на объект.


Ситуации с многократными измерениями можно разделить на две группы. Одна -- когда мы многократно измеряем "одну и ту же" величину. Например, взвешиваем одну и ту же монетку. Полученный в этом случае разброс является свойством прибора. Другая ситуация -- когда мы изучаем разные "предъявления" одной и той же величины, но реально она может при разных предъявлениях оказаться и разной. Например, на монетку может упасть пылинка. Вот более реальный пример -- изучаем загрязнение местности радионуклидами и хотим характеризовать загрязнение одним числом, но образцы для анализа отбираем каждый раз заново. В социологии влияние измерения на объект неизбежно, и это вносит свою специфику. В психологии такое влияние еще сильнее.


Погрешности


Источников погрешностей несколько. Например, погрешность модели: мы описываем явление или объект в соответствии с каким-то нашим пониманием и вычисляем параметры в рамках этой модели, а объект или явление устроены сложнее. Например, мы хотим изучить температурную зависимость сопротивления проводника, но эта зависимость нелинейна, и аппроксимируя ее прямой, мы уже делаем ошибку.


Другой источник -- является влияние прибора на объект. Причем в некоторых случаях это влияние настолько сильно, что разрушает или повреждает объект, поэтому в технике есть такая тема: "неразрушающие измерения". В принципе, возможна и ситуация, когда прибор влияет на объект так, что искажение данного измерения невелико, но будут искажены последующие измерения. Очевидно, что все это относится и к психологии, и к социологии: разговор с психологом может повлиять на человека, заполнение социологической анкеты -- тоже. Порядок следования вопросов в анкете, формулировка вопроса и неосознанное влияние интервьюера -- каждая из этих причин может изменить количестве выбравших тот или иной ответ на 10-20 % от всего количества опрошенных. Однако данных на эту тему почти нет.


Про влияние на прибор -- вот реальная история про влияние в психологии. Я делал диплом в НИИ "Исток", Фрязино -- головном предприятии Минэлектронпрома. Мой соученик Эмиль К. решил определить "порог срабатывания" вахтеров. Он клал в нагрудный карман рубашки спичечный коробок, пачку сигарет и др., проверяя, потребуют ли расстегнуть куртку. Но после нескольких замеров вахтеры стали требовать это у него всегда, даже если ничего не лежало. Вахтеры его запомнили -- "прибор испортился".


Следующий источник погрешностей -- огрехи метода: модель вообще-то правильная, но мы не учитываем какой-то фактор или какое-то влияние. Например, идя по следам Архимеда, мы хотим сделать простенький пробирный анализ взвешиванием сплава Au+Ag в жидкости и на воздухе. При этом, как обычно, пренебрегаем плотностью воздуха, пузырьками воздуха не нитке и куске сплава, и объемом нитки. Далее, погрешность инструментальная, погрешность прибора, и погрешность оператора -- неправильный отсчет, неправильная фиксация данных, пропуск отсчета при периодических измерениях, ошибки от предубеждения. Наконец, погрешности от вариации условий измерения, которые можно разделить на две группы. Первая группа -- это другие параметры объекта или сигнала. Вторая группа внешних условий -- это "настоящие" внешние условия: температура, давление, влажность, освещенность. Все эти источники есть и в социологии.


Большинство операций в метрологии делается с электрическими величинами и сигналами. Поэтому при измерении неэлектрических величин первое, что надо сделать -- преобразовать совсем неэлектрическую величину (координату, скорость, давление, радиацию, температуру) или "отчасти электрическую" (напряженность магнитного поля, интенсивность электромагнитной волны) в электрическую. То, что это делает, кусок измерительной цепи от объекта до первого места, где уже есть электрический сигнал, и называют обычно датчиком (сенсором). В социологии объект и датчик -- если мы задаем респонденту вопрос -- совмещены. Причем, как и в технике, причин для систематических ошибок много, особенно при ответе на чувствительные вопросы -- стеснительность, опасения конфликта с законом, конформизм, нонконформизм, желание понравиться интервьюеру, отторжение и т. д.


А теперь -- дискотека!


А сейчас кратко упомянем один немного криминальный межнаучный аспект. Как человек, работающий в одной науке, воспринимает другую науку? Как он воспринимает написанное о своей науке -- людьми, не работающими в науке? Людьми, работающими в какой-то другой науке? И наконец, людьми, работающими в той же самой науке, но пишущими не о том, в чем они разбираются?


Здесь, как вы видите, четыре вопроса, причем первый в литературе вполне обсуждается. Утверждается, что физикам свойственно отрицать самостоятельность химии, химикам -- отрицать самостоятельность биологии, и так далее. То есть сводить химию к правильно примененной физике, биологию -- к правильно примененной химии. Те, кто с этим не согласны, обвиняют сводителей в редукционизме -- это у них такое ругательство. Смысла во всем этом -- ни малейшего; важно, что открыто, что понято и рассказано в статьях и на лекциях, и что нашло применение в инженерии. Серьезные исследователи не будут тратить время на пустые разговоры, оно им для другого нужно.


Что касается второго и третьего вопроса, то человек, работающий в науке, видит в написанном профанами ошибки, натяжки, бессодержательные аналогии, копание в личной жизни, всю эту и прочую пакость, и, конечно морщится. Особенно не повезло почему-то физике. Его огорчает, когда он видит традиционное сравнение чьих-то достижений со свержением с пьедестала ньютоновской картины мира, или упоминание ни к деревне, ни к поселку городского типа теоремы Гёделя. Однако он понимает, что наука существует не в идеальном мире прописанного в конституции всеобщего к ней уважения. А значит, должно быть что-то... какой-то канал взаимодействия... нечто якобы научно-популярное... чтобы общество хоть немного уважало и так далее. Потому, что без науки обществу -- хана.


Физик может где-то "на полях" порассуждать о том, могли ли быть другими значения универсальных констант. Но ему и в голову не придет выступать на тему, как надо было бы устроить Вселенную. Биологи способны высказаться на тему, что человек мог бы быть устроен и получше, но и они делают это не вполне серьезно. Некоторые гуманитарии продвигаются в этом направлении дальше, например, социологам случается в своих публикациях давать советы властям.


В целом ученые редко выступают на далекие от области их знаний темы. Но соблазн всенародной популярности силен, и умные люди иногда начинают разглагольствовать на темы, в которых ничего не понимают. Например, физики начинают высказываться о политике, не понимая, что их мнение на эту тему не авторитетнее мнения любого другого человека. Который вообще с трудом припоминает, кто такой Ньютон и только после подсказки вспоминает, за что тот получил нобелевку.


Объекты


Все науки изучают объекты, и мы вправе спросить -- откуда они их берут. Создают свои объекты сами математика, физика, химия, биология и психология. Окружающий мир создает объекты для всех наук, кроме математики. В ходе своего развития все науки добираются до новых объектов, опять же, кроме математики. Наконец, объекты физики, биологии, географии, социологии и лингвистики изменяются сами, не спросив разрешения.


Если наука и создает свои объекты, то не "с нуля", то есть опираясь на что-то. Химия создает молекулы, но не создает атомы. Психология, работая с человеком, влияет на его психологию и в этом смысле она создает объекты. Но на какую глубину и опираясь на что? Есть ли именно в психологии человека "ядро", которое не может изменить психолог, или это ядро -- уже биохимия? Один мой знакомый психолог, реальный работающий профессионал, но не слишком большой оптимист, заметил "опасаюсь, что психолог-палач сможет; в силы психотерапевта верю не настолько". А еще тут вспоминается история и роман "1984".


Физику идея о том, что он может повлиять на "физику", то есть на физические свойства электрона и Вселенной, покажется странной; химик с ним будет солидарен. У социологов ситуация немного другая -- считается, что публикация результатов опросов может повлиять на общество, и поэтому в некоторых странах запрещается публикация опросов за несколько дней до голосования. Иногда социологи в своих статьях сбиваются на советы -- то ли "обществу", как ему жить, то ли властям -- как с этим обществом обходиться. К науке это, естественно, уже не имеет отношения. Кроме того, в социологии есть течение, "альтернативная социология", которое вообще призывает социологов идти на баррикады; но это направление считается маргинальным. Кроме того, надо отличать влияние на общество (например, на популярность конкретного политика), и влияние на социологические свойства общества (например, на устойчивость к пропаганде).


Большая часть психологов, даже теоретиков, не отказалась бы влиять на психологию людей. Один из авторитетов (Киран Бенсон) прямо пишет, что психология не нейтральный наблюдатель процесса человеческого развития, а его активный участник. И что она не столько открывает универсальные законы, сколько создает действительность. Правда, и тут надо как-то разделять влияние на людей (например, на их поведение), и на свойства их психики (например, интеллект или тревожность).


А еще есть влияние, как побочное следствие некоторого знания людьми психологических теорий, похожее на "предвыборное влияние" у социологов. В частности, по мере того, как идеи того или иного психолога становились широко известны, у психотерапевтов появлялось все больше клиентов, все лучше подпадающих под описанные в литературе типы. Клиент видел себя через ставшую популярной оптику и это влияло на него. Психологи не отрицают своего влияния на людей и общество, и, может быть, именно поэтому, не призывают (в отличие от "альтернативных социологов") на баррикады.


Еще вопрос -- что делает наука со своими объектами: наблюдение или эксперимент. Физика, химия, биология, психология -- явно эксперимент. Математика, как мне кажется, тоже, но что думают об этом математики? Филологи и лингвисты вполне могли бы ставить эксперименты, бросая в общество -- бутылкой в океан -- тексты и неологизмы. Или они это делают, только нам не докладывают? Или общество делает это само с собой, а они потирают ручонки и наблюдают?


Принципы эксперимента


Первое, что хочется, это отделить эксперимент от наблюдения, и сказать, что наблюдение -- это разуй глаза и смотри, а эксперимент -- это еще и влияние. Похоже на правду, но есть два "но", одно философское, другое совершенно приземленное физическое. Второе -- это квантовая область, где наблюдение влияет на эксперимент, причем неизбежно. Философское "но" состоит в том, что, выбирая объект наблюдения -- а мы это делаем всегда, мы не наблюдаем "весь мир" -- мы уже как-то вмешиваемся в этот мир. Хотя бы потому, что мы вообще часть этого мира.


Если не касаться этих тонкостей, то естественно разделить науки по степени возможности эксперимента. Есть науки, в которых эксперимент или невозможен, или почти невозможен. Пример -- космология, единственный эксперимент -- полет аппаратов "Пионер" (в интернете см. "Эффект "Пионера"" или "Парадокс "Пионеров""). Далее -- науки, связанные с человеком или обществом -- социология, психология, медицина. В них существуют два типа ограничений. Первый -- технический, например, мы не можем произвести некоторые эксперименты над обществом, например, экспериментально определить реакцию людей на увеличение или уменьшение цен на все продукты на сколько-то процентов (в широком диапазоне величин и скоростей изменения). Второй тип ограничений -- этические: считается, что не все можно делать с человеком. Эти ограничения зависят от общества (в тоталитарном можно больше) и от статуса человека -- на заключенных в некоторых странах делают экспериментов, в СССР делали эксперименты на военнослужащих. При этом большинство социологов и психологов в личной беседе подтвердят, что многие принципиально важные выводы о психологии человека были сделаны в результате экспериментов, которые позже публично критиковались за неэтичность. Подчеркнем два момента: при этих экспериментах были получены выводы, важные не только "для науки", но и для людей (в том числе и для участников экспериментов!), и отметим различие "публично" и "в личной беседе".


Понятие этики чем дальше, тем больше, распространяют на животных. Пинать ногой дворовую шавку, и таскать за хвост кота на надо, но борцы за права животных почему-то не отказываются от использования лекарств, которые испытывались на животных. В инженерии, в технических дисциплинах ограничения тоже есть, ибо можно уронить новую ракету в озеро и поиметь жертвы при попытке ее вытащить, можно случайно что-то пролить такое, что в регионе возрастет заболеваемость.


Что касается общих принципов, то эксперимент -- это исследование влияния изменения чего-то на что-то. То, что влияет, принято делить на то, что мы меняем сознательно, и то, что пытаемся стабилизировать или исключить. Дальше -- повторяемость, контролируемость, стабильность, подтверждение независимыми исследователями в других лабораториях, степень тривиальности и потрясающей неожиданности, претензия на Нобелевскую и коллеги вертят пальцем у виска и так далее. В каждой области (физика, химия, биология, медицина и так далее) есть своя традиция, есть тренд, обо всем этим много интересного написано, все это интересно наблюдать.


Особо отметим два криминальных момента. Первый -- по мере увеличения, мощности методов обработки данных может возникать ситуация, когда из "шума" извлекается "непонятно что, но вроде бы, содержательное". На эту ситуацию обращали внимание и раньше (Станислав Лем, в романе "Дневник, найденный в ванне"), но тут, конечно, повторяемость эксперимента приходит на помощь. Если же сам эксперимент повторить невозможно, то можно проверить метод -- прогнать его на заведомо случайном наборе данных. Но часто ли делают эту проверку?


Второй криминальный момент таков -- по мере увеличения мощности методов познания, могут возникать ситуации, когда результат, полученный искусственным интеллектом, станет не вполне доступен человеку. На возможность такой ситуации недавно обратил внимание астрофизик Сергей Попов, в Интернете его текст "Маглы в мире андроидов".


Обработка данных и ссылки


Все естественные науки занимаются обработкой данных -- это этап в процессе превращения опыта, в широком смысле слова, в знание. То есть данных наблюдений или экспериментов в модели, в понимание природы. Посмотрим, как выглядит -- предельно обобщенно -- процесс обработки. Например, на примере исследования напряжения в сети; и не надо смеяться. Итак, нам принесли данные поминутных замеров в течение года переменного напряжения и частоты, примерно миллион чисел. Первое, что мы говорим -- ну, все понятно, напряжение и частота в сети, 230 вольт эффективное напряжение, 50 герц. Это тривиальный результат, ради него накапливать эти данные не стоило. Хотя некоторая обработка уже потребовалась, но мы ее сделали столь мгновенно и интуитивно, что и обработкой назвать постеснялись. Далее, мы ищем, например, гармонические составляющие и немедленно обнаруживаем компоненты с периодом 24 часа и 7 суток. При более тщательном анализе, причем в советское время, мы обнаружили бы компоненты с периодом 30 дней и 120 дней -- следствие "штурмовщины", попыток выполнения месячного и квартального плана, увеличенной загрузки оборудования. Но ведь данных-то много! И если рыть дальше, то можно найти много непонятного для нас, причем как на самом деле осмысленного, то есть того, что сможет понять кто-то другой, так и просто случайного.


Разница между науками в этом пункте состоит в том, обязан ли исследователь, публикующий свои результаты, объяснить все полученные данные, или может оставить часть необъясненными -- в надежде на то, что кто-то из коллег скажет -- о, как интересно! Это ведь означает то-то и то-то, коллега! Нормы приличия, сложившиеся в разных науках, различны. В физике допустимая (в приличном обществе) доля необъясненного не равна нулю, но она невелика. Причем в разных областях физики она различна. В химии и биологии, как мне кажется, она немного больше, а в частично гуманитарных демографии, психологии и социологии она еще немного больше. Эти нормы сложились исторически, наверное, в результате невидимой оптимизации по критерию максимума скорости общего развития соответствующей науки.


Во всех приличных науках принято ссылаться на предшественников. Но среднее количество ссылок в разных науках различно, и, что важнее, различен их стиль. В физике ссылка означает, что "оттуда" что-то заимствовано (данные, метод), или сравнивается результат или подход автора с коллегами и предшественниками, в частности -- имеет место дискуссия с ними. В некоторых других науках публикации состоят на три четверти из перечня, кто и что из великих предшественников сказал, причем со сказанным великими людьми не спорят, тем более, что сказали они это век назад. И, если приглядеться, то по другому поводу.


Кое-что о преподавании


Различия в преподавании разных наук -- большая и особенно интересная тема. Хотя бы потому, что методы преподавания одной науки могут оказаться применимы при преподавании другой. Но для серьезного анализа надо разработать универсальную схему описания методов преподавания. После такой формулировки следовало бы стыдливо опустить глаза и тихо удалиться. Но попробуем хотя бы указать на некоторые причины различий.


Любая наука по мере своего развития изучает более сложные, менее доступные свойства объектов, и опыт такого углубления в ней сохраняется -- это история науки. Поэтому и преподавать ее можно на разном уровне, при этом каждый уровень требует определенного уровня знания других наук. Например, изучение некоторых разделов биологии требует определенного знания химии, изучение некоторых разделов и уровней химии требует знания физики, изучение физики требует владения математикой. Но ученик имеет в конкретный момент определенный уровень знаний и способностей применения всех наук, в том числе, и "требующихся для". Поэтому возникают разные ограничения, и управление сложностью преподавания конкретного предмета делается изменением и формы (как учить), и содержания (чему учить). Например, в одном из начальных учебников социологии прямо сказано, что будем изучать не методы социологии, а ее объект -- общество. Видимо, автор полагает, что это проще -- хотя бы потому, что сам объект у нас перед глазами, и можно опираться на бытовые знания и интуицию; отчасти он прав, но много ли при этом остается от науки? То есть можно ли после такого обучения решить задачу о незнакомом обществе, или предсказать реакцию даже знакомого общества -- но на незнакомую ситуацию?


Один школьник как-то спросил, почему в школьном курсе химии много частных случаев и исключений из правил -- по-видимому, по сравнению со школьной же физикой. Пришлось объяснить, что степень идеализации в школьном курсе весьма велика, что реальные объекты ведут себя намного сложнее, чем символы элементов, написанные на доске. Вот хотя бы два примера, один общеизвестный -- горение водорода в кислороде, другой экзотический -- различие химических свойств аморфного и кристаллического железа. Из-за высокой степени идеализации и невозможности использовать современные методы расчетов, в школьной химии велика доля конкретных примеров; отчасти это традиция.


Еще один, весьма мутный вопрос -- "подход". Кажется очевидным, что разным наукам свойственен разный подход -- но что это означает? В некоторых случаях подходы смешиваются по необходимости -- потому, что смешиваются науки. Физик, изучая книгу по психофизиологии, радостно узнает знакомый подход, и это естественно. Но что мы имеем в виду, когда говорим -- он подошел к этой физической задаче, как математик? А если переформулировать наоборот?


Мечта о единой теории


У физики есть важное свойство -- она пытается строить единую теорию разных явлений, как идеал -- всех явлений. Единая теория может называться по-разному, для решения конкретных задач могут применяться разные ее части, разные приближения, с разной эффективностью, но как цель и принцип -- она одна. Это не означает, что физика конечна -- единая теория, даже если она будет построена, может уточняться, развиваться и применяться бесконечно. Иногда употребляются слова "другая вселенная" и "другая физика". Но если мы говорим что-то, имеющее точный смысл, про этих "других" и их отличия от того, что имеем здесь, то мы уже говорим на языке более общей теории, объемлющей и нашу теорию и "другую". А если это научно-популярная литература, то не надо искать там смысла.


Забавное различие между естественными науками и математикой оказалось в вопросе о принципиальной возможности окончательного решения каких-либо задач. В математике возможны несколько видов ситуаций. Первая -- известно, что решения у данной задачи нет. Вторая -- не известно, есть ли решение. Третья -- известно, что решение есть, но само решение не известно. Четвертая -- решение известно, оно получено. В естественных науках, если вопрос задается о ситуациях, существующих в природе, то решение "в принципе" есть -- вон оно, за окном. Но в рамках конкретной модели возможны все четыре ситуации -- как в математике. Вопросов про ситуации, не существующие в природе, естественные науки всерьез не ставят. А если, скажем так, в шутку, ставят -- то опять имеем эти четыре ситуации.


Различие в "вопрососпособности" проявляется при преподавании. В математике вопрос ставится на формализованном языке и сам язык математики ограничивает вопросы "содержательными вопросами". В математике нельзя спросить "какова площадь функции" или "какова ширина множества", если понятия "площадь" и "ширина" не определены так, что их можно применить к "функции" и "множеству". Естественные науки, например, физика, пользуются и своими терминами, и словами естественного, бытового языка. Поэтому в них можно задать вопрос, осмысленный с точки зрения бытового языка, но не имеющий смысла с точки зрения физики, например, что было до возникновения нашей Вселенной. Подобный вопрос может иметь бытовой ответ -- бессмысленный с точки зрения физики, но воспринимаемый как ответ тем, кто его задал. Именно из этого состоит заметная часть научно-популярной литературе; подобные вопросы задают учащиеся, и приходится их разочаровывать.


В психологии есть несколько разных теорий интеллекта и нет мечты о единой теории психологии человека, более того -- некоторые авторы утверждают, что она невозможна. Утверждается, что психологическое свойство, например, интеллект, может измеряться тестами, созданными в рамках разных теорий интеллекта, и результаты могут интерпретироваться только в рамках соответствующих теорий. Если согласиться с тем, что задача науки -- предсказывать, а не только объяснять, то было бы интересно узнать, одинаково ли разные теории интеллекта предсказывают его практические проявления, например, успешность какой-то деятельности. И главное -- успешно ли предсказывают.


Возможна, впрочем, на определенном этапе развития науки, и более мягкая ситуация, когда мы не выбираем теории, а их объединяем. Например, имеем некие наблюдения и две разные теории, неплохо все их объясняющие. Приходит физик, и предлагает сделать эксперимент, результат которого эти две теории предсказывают по-разному. На это ему предъявляют новую теорию, которая объединяет эти две, и позволяет введением некоторого фактора, получить и такой результат, и такой. И физику ситуация кажется знакомой.


Постулат объективности


Следующее важное свойство физики -- постулат объективности: эксперимент (и, конечно, теория, хотя об этом умалчивают) не зависит от наблюдателя. Напряжение в розетке не зависит от того, измерил его Петя Иванов или Джон Смит. Хотя тут не все так просто. Зависимость эксперимента от физиологии экспериментатора возможна и известна, например, в астрономии (в службе времени), бытовало понятие "личная разность" -- разность между точным значением местного времени и его значением, полученным астрономом по наблюдениям небесных светил. Но это влияние условий эксперимента, сомнений в том, что время одно, у астрономов не возникало. В учебниках обязательно пишут, что в квантовой области результат эксперимента может зависеть от того, как поставлен эксперимент (фиксируется ли, через какую их двух щелей просочился электрон), это тоже зависимость от условий эксперимента, и она сама по себе не является чем-то странным и в классической области. Что касается полу-гуманитарных областей, то в социологии влияние поведения интервьюера на заполнение анкеты -- известный эффект. В психологии влияние экспериментатора на эксперимент тоже известно, оно называется "эффект экспериментатора". Биологи понимают, что человек своим выражением лица (а я думаю, что и запахом) влияет на поведение обезьяны. И не только обезьяны.


В физике можно усмотреть принципиальную возможность влияния сознания наблюдателя на результат эксперимента, но и это можно назвать влиянием условий эксперимента. И пытаться объяснять классически, например, влиянием магнитного поля токов в мозгу экспериментатора. Действительно, методом фМРТ можно определить, говорит испытуемый правду или сознательно врет. Это уже в миллиметре от ситуации, когда можно определить, какого исхода эксперимента сознательно или подсознательно ждет экспериментатор. А это означает, что возможна -- хотя бы в принципе -- ситуация, когда именно психология, то есть ожидания экспериментатора будут влиять на исход эксперимента. Правда, для этого нужен эксперимент с чувствительностью, как у детектора гравитационных волн и с пространственным разрешением, как у микроскопа... Кстати, обратное влияние тривиально -- эксперимент влияет на сознание оператора, если он видит его результат.


Но еще никто не утверждал, что эксперимент может влиять на сознание оператора так, что у двух разных операторов в мозгу будет вырисовываться разная картина результата эксперимента. Ближе всего к этой странной идее гипотеза, что выбор результата эксперимента в квантовой механике, редукция волновой функции, происходит в сознании оператора. Эта гипотеза встречается в серьезной физической литературе, хотя она считается маргинальной. Но даже в этом случае автор не высказывает идеи, что при одной технологии эксперимента Петр и Джон увидят разные результаты. До этого, кажется, даже фантасты еще не дофантазировались.


А существуют ли области, где истина объективна, но нет идеи о единой теории или области, где единая теория или хотя бы мечта о ней есть, но нет объективной истины? Первое -- это химия и биология на определенном этапе их развития, а второе -- возможно, некоторые религии, в которых есть канонические тексты (аналог единой теории), но в которых признается частичная индивидуальность восприятия (пути к истине, озарения и так далее). Выражения "теория музыки" и "теория живописи" гуманитариями используются, но они означают не единую теорию, а некоторое количество описаний разных сторон музыки и живописи, можно сказать, список (даже не комплекс) теорий. Гуманитарии обходятся и без единой теории, и без требований объективности, и это им совершенно не мешает жить. Возможный путь к построению единых гуманитарных теорий лежит через непролазные дебри нейроэстетики и ведет он к построению схемы воздействия стимулов (визуальных, акустических и так далее) на мозговую активность. Реплика вбок -- интересно, а если будет создана нейросеть, не только сравнимая с мозгом по количеству нейронов и синапсов (это уже сделано, 0,5 и 140 триллионов), но и по структуре (то есть разбиением на подсети), то она будет реагировать, как мозг, на музыку и живопись? Впрочем, уже оказалось, что и синапс не прост -- в каждом по тысяче "молекулярных переключателей".


Эргодичность и эволюция


Вернемся на чуть более твердую почву социологии. Почему вообще необходимы анкеты? Некоторые ансамбли обладают эргодичностью, то есть объект в своей эволюции проходит все состояния, причем усреднение по ансамблю дает тот же результат, что усреднение по времени. Например, функция распределения энергий молекул в комнате совпадает с функцией распределения значений энергии одной молекулы, наблюдаемой некоторое время. В таких случаях можно заменить измерение на ансамбле ("анкетирование") измерением на объекте ("биографический метод") и наоборот. Правда, для воздуха в комнате это "некоторое время" - менее микросекунды, а для межгалактического пространства - миллионы лет.


Человеческое общество не эргодично - человек за одну свою жизнь не проходит всех возможных состояний человека в обществе. Но даже если бы проходил (см. Герман Гессе, "Игра в бисер"), социологи не могли бы ограничиться изучением одного человека, потому что результат хочется получить за меньшее время, чем жизнь. Если же человек проходит все состояния за небольшое время (этот сюжет есть у Станислава Лема), например, за год, то было бы трудно работать социологам, которые тоже являются людьми. Хотя возможно общество, где социологи остаются социологами, а остальные люди ведут себя, как "нормальные люди", то есть меняют свои состояния. Такого сюжета, кажется, еще не было.


Даже в системах с возможностью многократных воплощений, например, в индуизме, когда человек за время существования Вселенной, "год Брахмы" (около 4 млрд. лет) мог бы пройти 40 млн. воплощений, что явно достаточно для социологов (в десять тысяч раз меньшая выборка считается очень хорошей), нельзя гарантировать эргодичность. Воплощения, в которые попадает человек, имеют в этих системах атрибут "качество" и человек, попавший в воплощение с качеством, достаточным не только для наличия свободы воли (не камень, не дерево), но и для осознания самого наличия "качества" и возможности правильной жизнью увеличить качество последующего воплощения, начинает перемещаться по пространству воплощений уже не случайным образом. Поэтому гарантировать эргодичность нельзя, и Брахма, который является социологом, -- поскольку является всем, -- тоже, наверное, применяет анкеты.


Молекулы в комнате легко изучать именно потому, что они живут быстрее человека. Молекулы в далеком космосе мы изучаем, опираясь на знания о молекулах, полученные на Земле; если мы бы жили только в космосе, нам было бы труднее разобраться в молекулах. А ситуация социологов, изучающих людей, похожа на изучение молекул молекулами -- именно поэтому она сложна.


Оригинальная ситуация сложилась в космологии -- наблюдая множество звезд, на разных стадиях эволюции, физики создали теорию их эволюции (диаграмма Герцшпрунга-Рассела и т. д.). И разработали изощренные способы анализа ситуации, когда мы наблюдаем ансамбль объектов (звезд), возникших в разные моменты времени и находящихся от нас на разных расстояниях ("популяционный синтез"). Аналогом в социологии было бы создание теории эволюции индивида по результатам одномоментного изучения социума. Это было бы возможно при наличии соответствующих биологических знаний -- подобно тому, как и создание теории эволюции звезд по относительно кратковременному наблюдению оказалось возможно при наличии общей физики (теории атома, гравитации, переноса излучения и т. д.). Однако соответствующих биологических знаний у социологов пока нет.


Но мы не теряем надежды.


Автор благодарен А.Н.Поддьякову за весьма полезные критические замечания.