Концептуальные заблуждения

Рецензия на учебное пособие «Концепции современного естествознания»
под ред. Е. В. Брызгалиной

Преподавание естествознания студентам-гуманитариям — весьма опасное предприятие. Автор, взявшийся за написание учебника или пособия, должен иметь не только обширный кругозор во всех естественных науках, но и педагогический талант, чтобы не нырнуть в математические дебри и в то же время не угодить в ловушку чрезмерного упрощения, искажающего суть предмета. Однако следовало бы начать с самого простого требования: автор не должен допускать фактических ошибок.

К сожалению, литературу к курсу «Концепции современного естествознания» часто пишут люди, близкие к философии, но весьма далекие от естествознания. Уже больше десяти лет назад на это обращали внимание Д. Ю. Манин и Ю. Н. Ефремов в своих статьях в первом бюллетене «В защиту науки». За прошедшие годы ситуация вряд ли улучшилась. Хотя учебники и перестали пестреть упоминаниями «торсионных полей» и откровенной мистики, но уровень научной грамотности их авторов часто по-прежнему вызывает сомнения. При этом естественнонаучная общественность не спешит вмешиваться — не от тайного ли высокомерия по отношению ко всем гуманитариям?

Недавно вышло учебное пособие по курсу «Концепции современного естествознания» для гуманитарных специальностей МГУ под редакцией Е. В. Брызгалиной, зав. кафедрой философии образования МГУ. Судя по публикациям, Е. В. Брызгалина специализируется на биоэтике, что, однако, не помешало ей написать сначала учебник, а затем и пособие, охватывающие все ключевые вопросы космологии, физики, химии, биологии и социологии.

Учебник, по крайней мере в физической части, представляет собой весьма путаный и бессистемный компилятивный текст: например, в трех идущих подряд абзацах одной главы обсуждаются сперва температура, затем почему-то понятие об абсолютной и относительной погрешности и — внезапно — квантовая механика. Однако отыскать грубые ошибки в тексте не так легко, поэтому любое его критическое обсуждение пришлось бы вести на зыбкой почве педагогики, не обращаясь к твердым естественнонаучным фактам.

Пособие, в сравнении с учебником, несет более заметный отпечаток авторской индивидуальности даже в физических главах. Вместе с этим в нем появляется и удручающее количество фактических ошибок, которые уже невозможно объяснить ни опечатками, ни недосмотром редактора.

Пособие почти целиком состоит из заданий для семинаров и контрольных работ. Половина заданий представляет собой тесты, играющие, по-видимому, большую роль в педагогической системе Е. В. Брызгалиной. Вообще, тест — весьма рискованный способ контроля знаний: малейшая неточность в формулировке вопроса немедленно ведет к большой путанице, и разрешается она, как правило, не в пользу студента. Таких примеров в сочинении Е. В. Брызгалиной предостаточно; их мы разберем ниже. С другой стороны, там, где в тест вводятся философские вопросы, необходимость выбора «единственно правильного» ответа из списка ведет к упрощенно-схематическому и уже потому неверному восприятию истории и философии науки.

Во введении к пособию Е. В. Брызгалина заявляет, что ее курс «направлен на развитие способности критического восприятия и оценки различных источников научной информации,… способствует овладению культурой мышления, умением логично формулировать и излагать собственное видение проблем и способов их разрешения». В действительности достигается обратный эффект: студентам преподносится искаженная и неупорядоченная научная картина мира, прививается догматическое мышление, незаслуженно снижаются оценки за тесты. Смогут ли эти студенты проявить «способность критического восприятия и оценки» по отношению к самому сочинению Е. В. Брызгалиной? Посодействуем этому, сделав разбор некоторых заблуждений и ошибок в пособии, в основном тех из них, которые касаются физики и астрономии.

Единственной наглядной моделью, позволяющей представить, что неограниченность и бесконечность не одно и то же, является:

A) круг;
Б) треугольник;
B) шар;
Г) призма.

Предлагаемый ответ — В. Здесь, по существу, две ошибки. Во-первых, шар — это часть пространства, ограниченная сферой. Таким образом, шар является и конечным, и ограниченным; вместо шара должна быть указана сфера. Во-вторых, сфера является далеко не единственной наглядной моделью. Другой моделью может послужить, например, тор.

С помощью спектрального анализа в космологии можно определить:

A) возраст небесного объекта;
Б) состав ядра небесного объекта;
B) элементарный и молекулярный состав объекта;
Г) перспективы развития небесного объекта;
Д) среди ответов нет правильного.

Предлагаемый ответ — В. Однако спектральный анализ позволяет видеть также и хаббловское красное смещение линий спектра, а следовательно, определить (хотя бы грубо) возраст галактик, если считать закон Хаббла установленным. Кроме того, с помощью спектрального анализа можно определить и возраст отдельной звезды: находясь на так называемой главной последовательности, звезды имеют четкую зависимость состава от возраста. Потому ответ А можно также счесть верным. Что касается ответа Б, то понятие «ядра» (без указания конкретного вида объекта) слишком расплывчато, чтобы можно было определенно утверждать о правильности или неправильности этого варианта.

Эффект Доплера в космологии помогает определить:

A) направление движения космического объекта;
Б) состав ядра космического объекта;
B) поверхностную температуру звезд;
Г) время существования отдельных галактик.

Предлагаемый ответ — А. Однако эффект Доплера позволяет определить вовсе не «направление движения» как вектор, а лишь радиальную скорость — проекцию вектора скорости на луч зрения. Далее, здесь, как и в предыдущем вопросе, игнорируется возможность использования хаббловского красного смещения для оценки возраста галактик. Ответ Г верен.

Согласно квантовой электродинамике, переносчиками гравитационного взаимодействия являются:

А) нейтральные частицы;
Б) фотоны;
В) гравитоны;
Г) глюоны.

Предлагаемый ответ — В. Здесь допущена троякая ошибка. Во-первых, квантовая электродинамика, как следует из ее названия, изучает только электромагнитные взаимодействия и ничего не утверждает о гравитационных. Вместо этого следовало бы говорить о квантовой теории гравитации. Во-вторых, никакой непротиворечивой квантовой теории гравитации сейчас не существует, никаких квантовых свойств полей тяготения не обнаружено, а само существование гравитона не доказано. Преподносить гипотезу как факт неверно. В-третьих, гравитон, если он существует, сам является электрически нейтральной частицей, а потому ответ А столь же допустим (или недопустим), сколь и ответ В.

Релятивистское замедление времени происходит при:

A) сильном поле тяготения;
Б) относительно медленном движении;
B) слабом поле тяготения;
Г) скорости, близкой к скорости света.

Предлагаемый ответ — Г. Однако, согласно общей теории относительности, в сильном поле тяготения время также замедляется. Ответ А верен. Укажите, какие черты относятся к так называемой «классической науке»:

А) утверждение о возможности достижения объективной истины;
Б) утверждение о невозможности достижения объективной истины;
В) предположение о независимости результатов познания от личности ученого;
Г) тезис о зависимости результатов познания от используемых приборов.

Предлагаемые ответы — А, В. Варианта Г среди них нет. Видимо, тем самым подразумевается, что тезис о зависимости результатов познания от используемых приборов был привнесен в физику только «неклассической» квантовой механикой. Однако любой астроном и физик-экспериментатор «классической» эпохи (XVIII–XIX вв.) прекрасно осознавал, что его приборы имеют естественные ограничения и погрешности и это напрямую влияет на результат познания: в оптический микроскоп невозможно рассмотреть атомы, поэтому их существование подвергалось сомнению до конца XIX в.; крутильные весы имеют трение, что мешало точному установлению гравитационной постоянной и т. д. Урок квантовой механики состоит лишь в открытии минимального, далее неустранимого обратного действия прибора на исследуемую систему. Это, безусловно, имеет философские следствия, однако ничего не меняет в давно известном тезисе.

В пособии есть целая категория вопросов, касающихся синергетики и самоорганизации — излюбленной темы современных российских философов науки, в особенности из числа гуманитариев.

С точки зрения современной науки, самоорганизация есть свойство:

A) только живых систем;
Б) только искусственных систем (типа искусственного интеллекта);
B) только социальных систем (типа человеческого общества);
Г) достаточно сложных систем любой природы.

Предлагаемый ответ — Г. Однако ничего подобного современная наука не утверждает. Наличие или отсутствие самоорганизации необходимо доказывать для каждой системы индивидуально (подробнее см. статью В. Б. Губина в уже упоминавшемся бюллетене «В защиту науки»).

Автомобильные пробки, рост кристаллов, формирование живого организма, образование форм растений и животных, динамика популяций, пространственно-временные структуры в электрической активности сердца и мозга, рыночная экономика, формирование культурных традиций и общественного мнения, демографические процессы — какая наука может изучать все эти примеры изменения систем:

А) телеология;
Б) синергетика;
В) геометрия;
Г) стереометрия.

Предлагаемый ответ — Б. Действительно, трудно было бы выбрать какой-то другой вариант из предложенных. И тем не менее этот вопрос чрезвычайно плох, причем не только из-за его грамматической неправильности. Научный статус синергетики сейчас остается дискуссионным. Однако категоричность формулировки вопроса заставляет думать, что автор воспринял некритически все притязания синергетики и требует того же от студента. Автор навязывает иллюзию, будто синергетика готова заменить собой чуть ли не все частные области знания — от кристаллографии и нейробиологии до экономики и культурологии. Это совершенно не соответствует действительности, а в гуманитарных областях роль синергетики (сугубо математической дисциплины) вообще ничем не подкреплена.

Рассеивание энтропии в окружающую среду в синергетике называется:

A) диссипацией;
Б) ассимиляцией;
B) бифуркацией;
Г) флуктуацией.

Предлагаемый ответ — А. Этот ответ верен. Однако автор, воспитанный на проповедях синергетики, видимо, не подозревает, что термин «диссипация» существовал в физике задолго до появления синергетики, только применялся он почти исключительно к энергии, а не к энтропии. «Диссипация энергии» — понятие, хорошо знакомое любому физику или инженеру, «диссипация энтропии» — понятие очень специфическое и редко встречающееся. В формулировке вопроса общее подменяется частным, и это создает ложное представление о взаимоотношении разных отраслей естествознания.

В тестах присутствует также множество полемических философских вопросов, однозначный ответ на которые выглядит надуманным и догматическим. Вот пример.

Какие из нижеперечисленных характеристик являются общими для науки и искусства:

A) является способом духовного освоения мира;
Б) опирается на интуицию;
B) является социальным институтом;
Г) формирует особый язык описания мира.

Предлагаемые ответы — А, В, Г. Таким образом, наука якобы не опирается на интуицию. Однако огромная роль интуиции в науке общеизвестна. Этому были посвящены, например, замечательные работы А. Пуанкаре, Ж. Адамара, Д. Пойа.

Завершим наш разбор тестовым вопросом, который не содержит ни ошибок, ни неоднозначностей, но тем не менее методически абсурден:

Подзаголовок книги (1975) основателя социобиологии Э. Уилсона «Социобиология»:

A) наука о человеке;
Б) новый синтез;
B) новые возможности;
Г) наука будущего.

Предлагаемый ответ — Б. Очевидно, что вместо понимания концепций естествознания автор предлагает студентам бездумное заучивание несущественных сведений, даже не касающихся законов природы или общества.

Разобранные примеры относились лишь к некоторым отраслям естествознания. Главы, посвященные химии и биологии, еще ждут своих критиков. Но и приведенных примеров достаточно, чтобы усомниться в научной состоятельности пособия Е. В. Брызгалиной. Предвижу возражение, будто бы есть какая-то особая ценность в «философском» анализе науки со стороны, будто бы преподавать концепции науки можно, абстрагируясь от ее деталей, а потому критика многочисленных фактических ошибок, даже если она справедлива, выглядит всего лишь развлечением педанта и не затрагивает сути дела. Однако именно в деталях кроется дьявол. Любая концепция естествознания выводится из фактов — неуверенное владение фактами ведет и к концептуальным заблуждениям.

Василий Терешков,
инженер-математик, канд. техн. наук