Перейти к содержимому 
Научный метод постоянно развивается, включая в себя все новые способы установления вероятных причинно-следственных связей и применения этих объяснений на практике, даже в условиях неопределенности. Люди — существа изобретательные. Мы творцы, художники, ученые и много кто еще.
Но, несмотря на наши невероятные достижения, мы бываем удивительно недалеки, когда дело касается мышления. Наш мозг эволюционно и психологически предрасположен к определенным логическим ошибкам, и одна из самых распространенных связана с тонкой разницей между причинно-следственной связью (причинностью) и корреляцией.
Интернет полон забавных примеров таких заблуждений. Некоторые из них — явный гротеск, другие — реальные ошибки, сделанные самыми разными людьми. Например, популярная иллюстрация ложных выводов о причинности — идея о том, что постепенное сокращение числа пиратов в конце XVIII и XIX веков вызвало изменение климата.
Логика проста: за последние 130 с лишним лет пиратов становилось все меньше, а последствия глобального потепления — все заметнее. Очевидно же, что для спасения планеты нам нужно срочно достать абордажные сабли, попугаев и поднять “Веселого Роджера”. Эту “связь” даже представили в виде красивого графика — значит, все верно, правда?
Или вот еще: знаете ли вы, что потребление сыра в Америке коррелирует с количеством наблюдений НЛО в штате Вайоминг? Выходит, что чем больше людей едят сыра, тем либо активнее они привлекают инопланетян в один конкретный штат, либо вызывают у жителей Вайоминга галлюцинации о визитерах из космоса.
Очевидно, что оба примера нарочито абсурдны. Но они показывают, какая логика может возникнуть при анализе данных и поиске связей между двумя переменными, которые на самом деле никак не связаны. Старая поговорка «корреляция — это еще не причинно-следственная связь», вероятно, вам знакома. Но тут возникает вопрос к научному процессу: если это так, то как ученые вообще что-либо «доказывают»?
Путаница здесь в том, что ученые действительно пытаются установить причинно-следственные связи. Но этот процесс опирается на методологию, сочетающую строгие, контролируемые эксперименты со статистическими методами и логическими рассуждениями.
Именно комбинация этих элементов позволяет получить наиболее вероятные объяснения того, как X влияет на Y. Однако установить такую связь в одних научных дисциплинах проще, чем в других. Например, проводить контролируемые эксперименты легче в физике или химии. А в биологии, медицине, психологии или социальных науках это не всегда возможно из-за сложности живых организмов и систем.
В поисках возможной причинности
Чтобы обосновать причинно-следственную связь (будь то в науке или где-либо еще), исследователи используют комбинацию подходов. Ключевой элемент этого процесса — индуктивное мышление: формулирование общих выводов на основе конкретных наблюдений. Часто именно с этого начинаются научные открытия.
Представим, что морской биолог, изучающий коралловые рифы, замечает, что некоторые из них подвержены массовому обесцвечиванию. Собрав данные с разных участков, он обнаруживает, что обесцвечивание чаще встречается там, где температура воды выше. Это наводит его на гипотезу о возможной корреляции между этими двумя переменными (обесцвечивание кораллов и температура окружающей воды).
Дальнейшие исследования показывают, что в регионах с более высокой температурой океана обесцвечивание действительно наблюдается чаще, тогда как в районах со стабильной температурой его почти нет. Теперь исследователь может выдвинуть проверяемую гипотезу: «Если температура океана поднимется выше определенного порога, обесцвечивание кораллов усилится». Это просто и, что важнее всего, проверяемо.
Например, биолог может поставить контролируемый эксперимент: выращивать кораллы в аквариумах, в части из которых температуру воды повысят, а в других — нет. Если кораллы в более теплой воде обесцветятся, это укрепит первоначальный индуктивный вывод. Затем можно проверить реакцию разных видов кораллов или собрать больше долгосрочных данных о температуре моря и случаях обесцвечивания. Эта дополнительная информация поможет уточнить понимание процесса.
Но даже этого недостаточно, чтобы однозначно утверждать, что причиной обесцвечивания кораллов является повышение температуры океана. Исследователю придется учесть и другие сопутствующие факторы: загрязнение океана, его окисление, наличие болезней, интенсивность солнечного света. К счастью, эти факторы тоже можно проверить в лаборатории или в полевых условиях.
Кроме того, другие ученые могут изучить сам коралл: как именно повышенная температура изменяет его биологию? Например, исследовать, как тепловой стресс дестабилизирует симбиоз коралла и водорослей, что и приводит к обесцвечиванию. Это добавит вес аргументам о влиянии тепла, объясняя механизм обесцвечивания, а не просто опираясь на наблюдаемую корреляцию.
На этом этапе картина усложняется, но можно пойти еще дальше. Исследователи могут провести природные эксперименты, изучая связь между естественными колебаниями температуры и обесцвечиванием кораллов, чтобы понять, является ли температура ключевым фактором. Можно сравнить рифы в местах с разной температурной историей или локальными температурными аномалиями.
Например, можно изучить, как исторические колебания температуры влияли на кораллы в прошлом. Возможно, кораллы из регионов, где температура часто менялась, более устойчивы к тепловому стрессу, чем те, что обитали в водах со стабильной температурой.
Если какое-либо причинно-следственное объяснение верно, оно должно позволять делать точные прогнозы. Научные модели часто проверяются путем прогнозирования будущих тенденций или результатов экспериментов. В нашем случае климатические модели, предсказывающие будущий рост глобальной температуры, можно использовать для прогноза масштабов обесцвечивания кораллов при разных сценариях. Аналогично, эпидемиологические методы могут помочь предсказать вспышку обесцвечивания еще до ее начала.
Уверенность — вот ключ
Приведенные выше примеры иллюстрируют реальные научные подходы к изучению обесцвечивания кораллов, но это далеко не все. Проведены многочисленные исследования, каждое из которых вносит свой вклад. В совокупности эти свидетельства (данные) позволяют нам с высокой долей уверенности сказать: да, повышение температуры океана вызывает обесцвечивание кораллов.
В конечном счете, ключ к установлению причинного механизма любого явления — это доказательства (или, точнее, свидетельства и данные). Чем больше у вас дополняющих друг друга данных из разных источников, тем весомее ваши утверждения.
В примере с кораллами вывод о том, что повышение температуры воды может вызвать их обесцвечивание, опирается не на одно исследование, а на множество работ, посвященных разным аспектам этой проблемы. Это и обеспечивает высокую степень уверенности.
Если дальнейшие исследования дают противоречивые результаты, другие ученые могут проверить эти данные и попытаться воспроизвести (реплицировать) результаты. Если их не удается воспроизвести, возможно, дело было в методологических ошибках, и доминирующее объяснение остается в силе (хотя ошибки репликации могут указывать и на более глубокие сложности, требующие дополнительных исследований). Но если результаты воспроизводятся, значит, пришло время пересмотреть гипотезу.
Вопреки мнению некоторых, это на самом деле сильная сторона науки. Она обеспечивает гибкость, позволяя обновлять идеи и объяснения по мере появления более надежных данных. История науки полна таких итеративных процессов пересмотра и переоценки. В конечном счете, все ситуативно, и абсолютных доказательств не существует — есть лишь уровни уверенности, основанные на доступных данных.
И даже когда сохраняется неопределенность, подход к исследованию, отточенный веками коллективных изысканий ученых, философов и других мыслителей, дает нам способ принимать обоснованные решения на основе наиболее вероятных объяснений — будь то в области медицины, климатической политики, инженерии, инфраструктуры и так далее.
Научные скептики и сторонники теорий заговора по всему миру часто злоупотребляют понятием «неопределенности», чтобы посеять сомнения в хорошо обоснованных теориях. Учитывая нынешнюю непростую общественно-политическую ситуацию, когда даже известные сторонники теорий заговора могут получать трибуну, понимание того, как ученые подходят к установлению причинно-следственных связей, становится особенно важным.
Читайте также: Могут ли НЛО быть доказательством существования “криптоземлян”, тайно живущих среди нас?
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.