Роль случайности в научных открытиях

Роль случая в науке охватывает способы, которыми делаются неожиданные открытия.

Психологи связывают случайные открытия с понятием серендипности[1]. По оценкам психолога Кевина Данбара и его коллег, от 30% до 50% всех научных открытий в той или иной степени случайны (см. примеры ниже)[2].

По мнению Луи Пастера «Случай благоволит только подготовленному уму»[3]. Интуитивные прозрения играют важную роль в научном методе[2][4][5][6].

Подготовка к открытиям
Модель, основанная на работе Кевина Данбара и Джонатана Фугельсанга. Первый шаг к открытию — осознать, что результат неожиданный.

Случайные открытия были предметом обсуждения, начиная с XX века. Психологи Кевин Данбар и Джонатан Фугельсанг считают, что от 33% до 50% всех научных открытий являются неожиданными. Это помогает объяснить, почему ученые часто называют свои открытия «счастливыми», хотя сами ученые могут быть не в состоянии точно определить, какую именно роль сыграла удача (см. Также иллюзию самоанализа ). Данбар и Фугельсанг считают, что научные открытия являются результатом тщательно подготовленных экспериментов, а также «подготовленных умов»[2].

Американский специалист по неопределенности Нассим Талеб считает, что наука действительно может использовать хаос реального мира и извлекать из него пользу. И, несмотря на то, что некоторые методы исследования очень сильно зависят от человеческих ошибок при их выполнении, и разных случайностях, научный метод всё равно во многом опирается на выявлении случайностей[7][8]. Согласно М. К. Стоскопфу, именно таким образом интуитивная прозорливость часто является «основой для важных интеллектуальных скачков понимания» в науке[9].

Данбар и Фугельсанг предполагают, что процесс открытия часто начинается, когда исследователь обнаруживает ошибки в своем эксперименте. Обычно такие неожиданные результаты заставляют исследователя искать ошибки в проведении эксперимента и пытаться исправить то, что, по его мнению, является ошибкой в его собственной методологии. Первая реакция — объяснить ошибку, используя локальные гипотезы (например, аналогии, типичные для данной дисциплины). Этот процесс также является локальным в том смысле, что ученый относительно независим от других учёных. В конце концов, исследователь решает, что ошибка слишком постоянна и систематична, чтобы быть простым совпадением. Исследователь перестаёт считать, что это ошибка в эксперименте, и используемые методы исследования становятся более широкими: исследователь начинает думать о теоретических объяснениях ошибки. Строго контролируемые аспекты научного метода, в том числе социальные, делают его подходящим для выявления постоянных систематических ошибок[2][10].

Альберт Хофманн, швейцарский химик, случайно открывший психоделические свойства ЛСД, писал[11]:

Мое открытие LSD действительно было случайным. Однако оно опиралось на плановые эксперименты, проводившиеся в рамках систематического фармацевтического и химического исследования. Поэтому вернее назвать это открытие проявлением серендипности.

Данбар и его коллеги ссылаются на открытия Хофмана и других как на случай открытия на основе интуиции. Напротив, разум может быть «подготовлен» способами, которые препятствуют интуиции, делая новые знания трудными или невозможными для восприятия. Психолог Алан А. Баумайстер описывает по крайней мере один такой случай: исследователь Роберт Хит не смог распознать признаки «мозговых цепей удовольствия» (в ядрах перегородки). Когда Хит стимулировал мозг своих пациентов с шизофренией, некоторые из них сообщали о чувстве удовольствия — открытие, которое Хит мог бы исследовать. Хит, однако, был «подготовлен» (на основе предыдущих убеждений) к тому, что пациенты сообщат о настороженности, и когда другие пациенты делали это, Хит сосредоточил свои исследования именно на сообщениях о настороженности. Хит так и не понял, что увидел что-то неожиданное и необъяснимое[12].

Мозг

Исследование методом фМРТ показало, что неожиданные результаты были связаны с определенной активностью мозга. Было обнаружено, что неожиданные результаты активируют префронтальную кору, а также левое полушарие в целом. Это говорит о том, что неожиданные находки привлекают больше внимания, и мозг применяет больше лингвистических, сознательных систем, чтобы объяснить эти находки. Это подтверждает идею о том, что ученые используют определенные способности, которые в той или иной степени существуют у всех людей[2][13].

С другой стороны, Данбар и Фугельсанг говорят, что хорошего плана эксперимента (и условий контроля) может быть недостаточно, чтобы исследователь мог должным образом оценить, когда открытие является «неожиданным». Случайные открытия часто требуют от исследователя определенных психических состояний. Например, ученый должен знать все о том, что ожидается, а для этого требуется опыт в этой области[2].

Серендипные открытия
Основная статья: Случайные открытия

Ройстон Робертс говорит, что различные открытия требовали определенной степени гениальности, но также и некоторого счастливого элемента, чтобы этот гений мог действовать[14]. Ричард Гоган пишет, что случайные открытия являются результатом слияния подготовки, возможности и желания[15].

Примером удачи в науке является случай, когда изучаемые препараты становятся известными для различных, неожиданных применений. Так было с миноксидилом (антигипертензивным сосудорасширяющим средством, которое, как впоследствии выяснилось, также замедляет выпадение волос и способствует их росту у некоторых людей) и с силденафилом (лекарство от легочной артериальной гипертензии, теперь известное как «Виагра», используемое для лечения эректильной дисфункции).).

Галлюциногенные эффекты диэтиламида лизергиновой кислоты (ЛСД) были обнаружены Альбертом Хофманном, который первоначально работал с этим веществом для лечения мигрени и кровотечения после родов. Хофманн испытал психические искажения и подозревал, что это могло быть следствием действия ЛСД. Он решил проверить эту гипотезу на себе, приняв, как ему казалось, «чрезвычайно малое количество»: 250 микрограммов. Для сравнения, типичная доза ЛСД для рекреационного использования в наши дни составляет 50 мкг. Описание Хофманном того, что он испытал в результате приема такого большого количества ЛСД, рассматривается Ройстоном Робертсом как «один из самых пугающих рассказов в зарегистрированной истории медицины»[14].

Примечания
  1. Буш, 2022, с. 23.
  2. Dunbar, K., & Fugelsang, J. (2005). Causal thinking in science: How scientists and students interpret the unexpected. In M. E. Gorman, R. D. Tweney, D. Gooding & A. Kincannon (Eds.), Scientific and Technological Thinking (pp. 57–79). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
  3. Oersted vit tout à coup (par hasard, direz-vous peut-être, mais souvenez-vous que, dans les champs de l'observation, le hasard ne favorise que les esprits préparés), il vit tout à coup l'aiguille se mouvoir et prendre une position très différente de celle que lui assigne le magnétisme terrestre.
  4. Darden, L. (1997). Strategies for discovering mechanisms: Schema instantiation, modular subassembly, forward chaining/backtracking. Proceedings of the 1997 Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association.
  5. Thagard, P. (1999). How Scientists Explain Disease. Princeton, NJ; Princeton University Press.
  6. Kulkarni, D., & Simon, H. (1988). The processes of scientific discovery: The strategy of experimentation. Cognitive Science, 12, 139–175.
  7. Taleb contributes a brief description of anti-fragility,http://www.edge.org/q2011/q11_3.html
  8. Taleb, N. N. (2010). The Black Swan: Second Edition: The Impact of the Highly Improbable: With a new section: "On Robustness and Fragility". NY: Random House.
  9. Stosskopf, M. K (1976). “Observation and cogitation: how serendipity provides the building blocks of scientific discovery”. Zeitschrift für Allgemeine Mikrobiologie. American College of Zoological Medicine, Wildlife and Aquatic Medicine and Environmental and Molecular Toxicology. 16 (2): 133—47. PMID 9740.
  10. Oliver, J.E. (1991) Ch2. of The incomplete guide to the art of discovery. New York:NY, Columbia University Press.
  11. Maps Organization. (2001). "Stanislav Grof interviews Dr. Albert Hofmann, 1984". Esalen Institute. Big Sur. Volume 11. Number 2.
  12. Baumeister, A.A (1976). “Serendipity and the cerebral localization of pleasure”. Neoplasma. Department of Psychology, Louisiana State University. 23 (3): 259—63. PMID 8738.
  13. Gazzaniga, M. (2000). Cerebral specialization and interhemispheric communication: does the corpus callosum enable the human condition? Brain, 123, 1293–326.
  14. Roberts, Royston M. (1989). Serendipity: Accidental Discoveries in Science. John Wiley & Sons, Inc. New York.
  15. Gaughan, Richard. Accidental Genius: The World's Greatest By-Chance Discoveries. — Metro Books, 2010. — ISBN 978-1-4351-2557-5.

Литература
  • Кристиан Буш. Неслучайная случайность. Как управлять удачей и что такое серендипность = The Serendipity Mindset: The Art and Science of Creating Good Luck. — М.: Альпина Паблишер , 2022. — 454 с. — ISBN 978-5-9614-2637-3.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.