Наука строит себя на фундаменте накопленных ею самой знаний. Каждое следующее открытие начинается с того, что продуктивный вопрос ставится заново. «Продуктивный» означает, что постановка вопроса должна включить, насколько это возможно, все, что уже известно об объекте, событии или процессе. Все это знание необходимо подвергнуть анализу и из всего богатства информации вычленить нечто неясное или вызывающее сомнение. Это труднее, чем принято думать, поскольку неясность легко не заметить или счесть само собой разумеющейся истиной. Примеры из давнего прошлого: «Каким образом вода попадает в облака?» и «Каким образом кровь поднимается от ступней ног к сердцу?» И тот и другой вопрос был продуктивным в своём контексте. Я сознательно соединила их вместе, чтобы обратить внимание на то, насколько обманчивыми могут быть аналогии.
После того как найден ответ на продуктивный вопрос, он позволяет отбросить фальшивые аналогии, в данном примере — ту, что испарение есть такой же процесс, что и работа венозных клапанов. Однако, как мы убедимся, буквальное использование аналогий стало одним из основных недостатков американской науки.
Оснастив себя продуктивным вопросом, учёный формулирует гипотетический ответ. Он делает это как можно изящнее и экономнее («скупо» стало любимым словом), исходя из своего понимания того, что укрыто в вопросе. Постановка вопроса и создание гипотетического ответа — две начальные, тесно связанные между собой стадии научного подхода. Установление связи между ними требует воображения, проникновения в суть и отваги. Такими качествами обладают все творчески настроенные учёные, научные гении — в наибольшей мере.
На третьей стадии гипотеза проверяется как самими её создателями, так и другими учёными. Как правило, достаточно быстро проверяет гипотезы реальный мир. Если ответы от него запаздывают, это не всегда означает недостаточность свидетельств. Чаще такое запаздывание указывает на то, что наблюдатели не в состоянии разглядеть свидетельства или не в состоянии в них поверить по причинам эмоционального характера. Поэтому понадобилось, чтобы пала Берлинская стена — несмотря на то что марксизм оказался несостоятельным в роли экономической теории многими годами раньше. Пример из области медицины: открытие врачом из Австралии того факта, что причиной гастрических язв является бактериальное заражение, игнорировалось всеми специалистами в течение десятилетий.
В лабораторных условиях можно проверять гипотезы экспериментально. Такого рода испытания имеют смысл только в том случае, если существует наблюдатель, способный обратить внимание на новое свидетельство. Они утрачивают смысл, если наблюдатели небрежны по отношению к свидетельствам. Наивное доверие здесь не срабатывает. Только когда гипотеза выдерживает испытание проверками, она принимается в качестве теории или даже закона, подобно законам тяготения или перспективы.
На четвёртой, финальной стадии успешная гипотеза открывает для нас вопросы, о самом существовании которых ранее никто не подозревал. Так, теория, согласно которой источником эпидемии холеры была пресная вода (замечательное открытие лондонского врача Джона Сноу, в XIX веке заметившего соответствие карты обнаруженных случаев заражения с городским районом, питавшимся водой от определённого колодца), повлекла за собой постановку следующего вопроса: каким образом питьевая вода оказывается заражена холерой? Ответ — через сточные воды — породил следующую цепочку вопросов. В своё время поразительная теория Коперника относительно вращения Земли вокруг Солнца привела к постановке новой группы вопросов, главным из которых был: что удерживает Землю на орбите?
Эта четвёртая стадия, цепь новых вопросов, определяет существование науки как поступательный процесс, формирующий целостные системы знаний. Таким образом, сама наука в большей степени, чем воля учёных или суждения заказчиков и грантодателей, организует себя, обеспечивая постоянный и автоматический самоконтроль. Новые вопросы в цепи, особенно если они неожиданны, вынуждают вернуть весь процесс к исходной стадии, указывая на то. что настало время для очередного продуктивного вопроса.
Разумеется, я представила идеальную картину. В ней весь процесс выглядит гораздо упорядоченнее, чем на самом деле. Выше я говорила о технике, основанной на науке, как о её побочной ветви. Но не менее справедливо говорить о науке, основанной на технике, в роли побочной ветви последней.
Когда источником процесса является техника, обнаружение истины чаще всего начинается с постановки вопроса «как?», а не «почему?» или «что?» Главный вопрос Луи Пастера — как уберечь вино от порчи в процессе ферментации — и все следующие за ним легли в основу бактериологии. Как заставить воду двигать суда? Как сделать так, чтобы пар приводил в движение машины? Как в клетке создаётся наследственность растения? Как именно культуры, терпящие поражение, его претерпевают?
Подобные вопросы приводят к задействованию такого же типа мышления, что и идеализованная цепь стадий, описанная выше. Различие заключается в последовательности этапов. В случае вопросов «как?», которые по преимуществу и продвигают технику вперёд, гипотезы обычно появляются после того, как набраны экспериментальные свидетельства. Их формируют не только исходные вопросы, но и результаты экспериментов, рождающиеся в длинных цепях подвопросов и коррекций. На этом пути наряду с главным прорывом случается множество мелких, частных прорывов. Гипотеза, которая формулируется в финальной стадии проекта, может быть не менее существенной, чем та, с которой начинается процесс. Она может содержать в себе даже неожиданный, ранее не предполагавшийся ответ.
Гипотезы последнего времени, как правило, опираются на обратную связь — информационный процесс, разработанный кибернетиками в середине прошлого столетия. Сейчас обратная связь трактуется как принципиально важный элемент для любых динамических систем (к примеру, связь экологических и биохимических систем с невралгическим развитием в раннем детстве). Обратная связь столь принципиальна для таких систем, что если она разрывается или даёт сбой, система ослабевает или умирает. В науке обратная связь достигается через свидетельство.
В целом научный тип мышления развивается по двум несколько различающимся линиям. Одна абстрактна, другая достигает своих целей в более конкретном, прагматическом слое задач. При обоих подходах нужна целостность, готовность увидеть свидетельство и уважать его. Нужно внимательное отношение к новым вопросам, которые возникают все время, то — как практические проблемы, требующие немедленного решения, то — как вопросы более общие, которые могут быть временно отложены. Обе линии весомы, обе эффективны. Они взаимодействуют столь естественно, что часто уступают одна другой место в ходе исследования или перекрещиваются.
Если некий корпус изысканий обособляется от научного типа мышления, то соответствующий ему блок знания утрачивает научный характер и погружается в застой. В интеллектуальном производстве такой застой отравляет или деформирует почти все, чего касается. Нацистские идеологии расового превосходства, марксистские идеологии экономики и социальные утопии, свойственное капитализму смешение коммерческой конкуренции с дарвинизмом и выбрасыванием кооперации и сотрудничества из картины эволюции — все это примеры картин мира, претендующих на научную ценность, но отторгающих себя от научного типа мышления и впадающих в догматизм.
Томас Кун, историк науки прошлого века, показал, как утвердившиеся научные истины способны тормозить прогресс науки. Он назвал такие истины парадигмами и указал на то, что они формируют картину мира людей. Большинство людей не хотят видеть, как их картине мира отказывают в доверии, а они сами лишаются точки опоры. Учёные не исключение. Парадигму окружает почтение: когда появляется новое знание или новые свидетельства, противоречащие парадигме или ставящие её под вопрос, её начинают обвешивать всевозможными исключениями и свойствами, опутывать псевдонаучными интерпретациями, чем угодно — все ради того, чтобы не допустить её потери. Если парадигма устарела полностью, она в конечном счёте уступает место иной, не выдержав испытания реальностью мира. Но, как правило, обветшавшие парадигмы держатся до тех пор, пока кто-то изнутри не сделает рывок, достаточный для того, чтобы воображением и отвагой сместить прежнюю парадигму и выдвинуть на её место новую.