Что такое наука, и как она работает - [79]

Почему нельзя менять другие параметры? Потому что если одновременно меняется более чем одна переменная, то нельзя однозначно сказать, был ли эффект результатом применения первого лекарства, или второго, или их сочетания. Опять же, эта проблема проистекает из того факта, что мы не можем наблюдать непосредственно причинность; мы можем только наблюдать эффект и сделать вывод, что он был вызван применением препарата. Если при этом изменится еще один фактор, мы не сможем уверенно утверждать, вызван ли эффект применением лекарства или чем-то еще.

Именно эта проблема придает особую важность понятию целостной научной конструкции, о котором мы так подробно говорили в предыдущих главах. Утверждение, что изменился только один фактор (и, следовательно, больше ничего не изменилось), по сути, лишает нас права на маневр для поддержания гипотетико-дедуктивной последовательности посредством модификации вспомогательных гипотез. Вообще-то, как показал Куайн (и другие философы науки), мы никогда не можем быть полностью уверены, что больше ничего не изменилось, что никакое изменение вспомогательных гипотез невозможно. Однако теперь должно быть ясно, почему стремление к максимальному постоянству всех вспомогательных гипотез является одной из целей научных экспериментов — это единственный способ приблизиться к выделению гипотезы для проверки или оценки причинности чего-либо. Хотя поддержание идеального постоянства всех вспомогательных гипотез недостижимо, ученые стремятся подойти к этой цели настолько близко, насколько это возможно.

На практике есть несколько способов попытаться достичь условий полностью контролируемого эксперимента. В лаборатории можно создать контролируемые, хотя и надуманные, сценарии для достижения этой цели. Но, стремясь к полному контролю в лаборатории, мы рискуем тем, что искусственные ситуации больше не будут отражать «реальный мир». Напротив, можно проводить эксперименты вне лаборатории в реальном мире и при этом пытаться реализовать два сценария, которые отличаются только одной переменной. Примером может служить клиническое испытание, в котором 1000 пациентов включены в исследование и половина из них получает новый тестируемый препарат, а другая половина получает плацебо. В этих случаях прилагаются большие усилия для «рандомизации» пациентов либо в одну группу, либо в другую. Слово «рандомизация» обозначает попытку случайным образом распределить задействованных пациентов поровну между двумя группами, так что наличие или отсутствие лекарства является единственным статистически значимым различием между ними. Если группа, получающая лекарство, чувствует себя лучше, чем группа, не получающая лекарство, и если все остальное действительно одинаково, то можно сделать вывод, что этот препарат эффективен для лечения болезни (т. е. служит «причиной» облегчения).

Избыточность экспериментальных систем

В предыдущем разделе я продемонстрировал, как можно «доказать»[177], что переменная вызывает эффект, или, другими словами, показать, что для достижения эффекта необходимо изменить состояние переменной. Другими словами, нажатие на клавишу выключателя необходимо для того, чтобы свет был включен, а возврат клавиши в исходное состояние выключает свет. Но как насчет обратного утверждения — можно ли «доказать», что переменная не нужна? Если свет остается включенным независимо от положения клавиши выключателя, можно сделать вывод, что в выключателе нет необходимости. Однако нельзя сделать вывод, что выключатель не имеет причинной связи с включением света, даже если положение клавиши не влияет на свет. Причина этого в том, что в работе, выполняемой выключателем, может присутствовать избыточность.

Другими словами, предположим, что есть два независимых выключателя, каждый из которых может замкнуть цепь, чтобы включить свет. Другой выключатель может быть в отдельной комнате или просто в месте, к которому мы не можем получить доступ. Если это так, то результат нашего эксперимента — когда лампочка горит независимо от положения наблюдаемого выключателя — принимает другое значение. Если кто-то обнаружит второй выключатель и переведет его в разомкнутое состояние, то положение первого выключателя станет действительно актуальным, поскольку оно будет управлять светом. Таким образом, наблюдение о том, что удаление переменной A не оказывает заметного влияния на результат B, в равной степени согласуется как с тем, что A не играет никакой роли в возникновении B, так и с тем, что A вообще-то вызывает B, но является избыточным при наличии независимой переменной C, которая также вызывает B. В данном случае мы имеем две дублирующие друг друга причины; ни одна из причинных переменных не является технически «необходимой», когда есть избыточная переменная, но любая из них становится необходимой в случае отсутствия избыточной переменной. К сожалению, избыточность ничем не ограничена, и для любого результата может существовать несколько одновременно действующих причин.

Представьте себе ситуацию, когда два охотника на уток одновременно стреляют в одну и ту же утку. Они стреляют строго синхронно, и два заряда дроби попадают в утку одновременно, нанося смертельную травму. Если вы исключите одного из охотников из сценария, утка все равно умрет. Часто причинно-следственная связь определяется как следствие, которое не произошло бы, если бы не причина (т. е. устранение причины устраняет следствие). Однако этот упрощенный взгляд не принимает во внимание избыточность. Если бы мы не принимали во внимание избыточность, то пришли бы к выводу, что ни один из охотников не стал причиной смерти утки, поскольку утка погибла бы, даже если бы один (но не оба) из охотников был исключен. Хотя ни один из охотников сам по себе не является необходимым, все же один охотник нужен, и утверждение, что ни один из них не имеет причинной роли, выглядит абсурдным. Вот почему так важна избыточность. Поскольку большая часть мира невидима для нас, ученые-экспериментаторы сталкиваются с ситуацией, когда может существовать бесконечное количество дополнительных «охотников», которых мы не можем наблюдать и о которых, таким образом, не знаем. С другой стороны, предположение, что невидимых охотников не существует, тоже является вспомогательной гипотезой.