Математик Сэмюэль Арбесман рассказывает, что такое период полураспада научных фактов и как быстро устаревают наши знания об окружающем мире. Записал Андрей Бабицкий. Фотограф Брианна Трелевен (Brianna Treleven).
В XIX веке немецкий химик Эрих фон Вольф измерил содержание железа в разнообразных овощах. Записывая результаты своего исследования в блокнот, он случайно переставил десятичную запятую, и в результате оказалось, что в 100 г шпината содержится не 3,5 миллиграмма железа, а 35, — в разы больше, чем в любых других полезных овощах. Ошибка была поправлена через 50 лет, но два поколения американских родителей уже успели вырастить детей, руководствуясь этим знанием.
Моего деда — он был врачом — учили когда-то, что у человека 48 хромосом. Затем выяснилось, что на самом деле их 46. Когда-то мы думали, что курение — безвредная привычка, мясо полезно для здоровья, мясо вредно для здоровья, нужно пить вино, вина нужно всеми силами избегать — и сейчас я не смог бы уверенно ответить на вопрос, как все-таки влияет белковая диета на продолжительность моей жизни. Научные факты имеют обыкновение устаревать, и совсем не потому только, что какой-то ученый ошибся с запятой. Едва ли это удивительно. Интересно другое: устаревают факты примерно так же, как распадаются атомы радиоактивных изотопов, подчиняясь тем же закономерностям. Кажется, пора это признать.
Английский физик Дерек Прайс приехал работать в небольшой университет в Сингапуре в 1947 году. Библиотека на кампусе еще не обзавелась собственным зданием, поэтому книги отдавали на хранение сотрудникам и студентам. Прайсу досталась полная подшивка философских трудов Королевского общества, издававшихся к тому времени без малого триста лет. Расставив стопки журналов по годам вдоль стены, он заметил, что толщина этих стопок растет, причем довольно стремительно. Физику не составило труда понять, как должна выглядеть функция, описывающая этот рост. Научное знание в Британии росло по экспоненте, то есть увеличивалось на одну и ту же долю в каждый период времени. Через несколько лет Прайс опубликовал свои наблюдения.
За прошедшее время люди, которые занимаются наукометрией, изучили самые разные показатели научной активности. Выяснилось, что растет не только число научных статей. Растет число ученых и размер международных научных коллабораций, число университетов и научных журналов, финансирование науки и количество новых открытий в каждой области знаний. Какой показатель ни возьми, все они указывают на то, что научная информация, накопленная человечеством, растет по экспоненте.
Когда новые знания копятся с такой скоростью, это с неизбежностью приводит к постоянной переоценке того, что мы знали раньше. Скажем, данные, полученные на переднем краю науки, убеждают нас: то, что мы знали десять лет назад, уже неверно. Лавина новых фактов хоронит какое-то количество фактов, известных ранее.
В ядерной физике есть очень полезное понятие периода полураспада. Смысл его в том, что никто не может сказать точно, какой атом урана развалится в следующее мгновение. Но если за какой-то период времени распадается много атомов, можно нарисовать кривую, которая будет точно описывать количество сохранившихся атомов в каждый момент. Промежуток времени, за который распадется половина атомов, называется периодом полураспада. То же и с фактами.
Недавно группа французских ученых решила прямо проверить, с какой скоростью устаревают факты. Они взяли почти пять сотен статей по теме своей специализации — гепатит и цирроз — и отдали их на рассмотрение ряду экспертов. Каждый из экспертов должен был дать заключение, являются ли приведенные в научной статье факты верными, устаревшими или опровергнутыми какой-либо более недавней статьей. Результаты были поразительные: большинство статей старше определенного возраста были неверны.
Более того, собранные данные позволили точно посчитать скорость, с которой устаревают медицинские факты, относящиеся к болезням печени. За 45 лет ровно половина публикаций в реферируемых медицинских журналах теряет смысл. Этот период полураспада сравним с периодом полураспада реально существующего изотопа Самария-151 (90 лет). Справедливости ради собранные исследователями факты не всегда были неверны в том смысле, что грозили ухудшить здоровье пациента: многие методы лечения, например, были заменены более современными.
Другой способ измерить скорость устаревания фактов — посмотреть индекс цитирования научных статей. Если публикацию не цитируют, это с большой вероятностью означает, что она нерелевантна или устарела. Такие исследования проводились тоже. Так, например, в результате изучения публикаций в журналах Physical Review, представляющих разные области физической науки, выяснилось, что половину публикаций перестают цитировать в среднем через 10 лет, а, скажем, в ядерной физике — уже через 5 лет.
Аналогичные исследования проводились и с научными книгами. Период полураспада книги (в смысле цитирований) составляет в физике около 13 лет, в экономике — 9,4 года, в математике — 9,1 года, а в истории и психологии — и вовсе около 7 лет.
Мой университетский профессор рассказывал историю, как во вторник он читал студентам лекцию о некотором научном вопросе, а в среду прочитал статью, опровергающую то, что он рассказывал днем раньше. Так что в среду он пришел к студентам и сказал: «Помните, что я вам рассказывал вчера? Это оказалось неверным. Но если вас это беспокоит, убирайтесь из науки».
В постоянной ревизии фактов и состоит достоинство науки. Ученые постоянно переисследуют и переосмысливают, что же мы на самом деле знаем. Возьмите любой факт, который крепко укоренился в науке. С одной стороны, это может быть потому, что в его пользу есть масса хороших свидетельств, с другой — его могли просто не проверять как следует. При этом всегда найдутся люди, которые приложат усилия для борьбы с некими устоявшимися представлениями, потому что в научном сообществе выгодно иметь право сказать: «Я тот исследователь, который изменил догму». Фактов очень много, и какие-то из них с неизбежностью будут опровергнуты.
Тут надо заметить, что все сказанное выше — совсем не повод считать, что у научных фактов нет никакой собственной ценности, мол, устареют рано или поздно. Айзек Азимов сказал по этому поводу отличную вещь: «Когда люди думали, что Земля плоская, они ошибались. Когда они думали, что она сферическая, — они тоже ошибались. Но если вы думаете, что считать ее сферой или кругом одинаково ошибочно, вы заблуждаетесь больше, чем все они вместе взятые».
Факты меняются, но меняются они тоже предсказуемым образом. В сторону приближения к истине. В 1928 году шведский инженер Йенсен решил измерить магнитную проницаемость железа, произведенного в разные годы, начиная с 1870-го. Он выяснил, что с каждым годом железные предметы проявляли все более выраженные магнитные свойства. Почему? Потому что железо с каждым годом научались плавить все чище и чище. Современные представления о магнитной проницаемости железа менялись из года в год, но это не говорит о том, что наука была плоха — напротив, технологии шагнули вперед.
Важно понимать, что в таких случаях факты не являются просто взятыми с потолка цифрами — они представляют из себя серию приближений к истинному значению. В том же смысле, в каком теория относительности Эйнштейна не меняет на самом деле измерений, полученных в рамках ньютоновской физики, а уточняет их.
Интересное следствие из теории полураспада фактов состоит в том, что некоторая часть статей в любой энциклопедии будет довольно быстро устаревать. Но далеко не все. Ядро наших знаний — это факты, которые едва ли в скором времени будут опровергнуты, и они с большей вероятностью устоят (хотя история и знает примеры обратного). Сначала распаду подвергнутся факты, не имеющие слишком большой значимости. Это в первую очередь большинство вещей, которые каждый день публикуются в научных журналах прямо сейчас.
Теперь много говорят о том, что благодаря интернету люди теряют способность концентрироваться, и у них ухудшается память. Зачем помнить что-то, если всегда можешь посмотреть ответ в сети. Может, это и плохо, но надо признать, что это и хорошо. Потому что нам приходится все время узнавать вещи заново — а значит, получать обновленную информацию. Если у вас в голове сидит полузабытый факт, рассказанный вам 20 лет назад на уроке в школе, может быть, было бы лучше, если вы полностью забудете его. И выучите заново.
Даже учитывая все сказанное выше, не стоит смотреть на факты как на вероятностную концепцию. В духе: с вероятностью 80% это знание не является верным. Еще хуже — хуже просто не придумаешь — было бы отвергать все факты с самого начала, ссылаясь на неуверенность в их верности. Правильный подход — это умеренный скептицизм, не позволяющий принимать утверждения на веру слишком легко.
Я все время говорю о том, как факты опровергаются, забываются и умирают, но справедливости ради нужно сказать и о том, как они обретают новую жизнь. Обилие научных открытий, растущее по экспоненте, ведет к тому, что очень многие факты становятся никому не интересны. Иногда они действительно ничего не стоят, а иногда это происходит потому, что никому не пришло в голову связать их с другими знаниями.
В середине 1980-х, еще до массового распространения компьютеров, библиотечный специалист Дон Суонсон задумался о том, что человечество не слишком хорошо организовывает свои знания. На самом деле, мы недалеко ушли от иерархической классификации вроде линнеевской. В результате огромное число фактов, уже открытых человечеством, никому не известны. Суонсон называл такие явления «неоткрытым общественным знанием».
Представьте себе, что в одном научном журнале уже двадцать лет назад опубликована статья о том, что из X следует Y. В то же время в другом научном журнале — из другой области знаний, интересной только узким специалистам, — было показано, что из Y с неизбежностью следует Z. Если бы кому-нибудь попались на глаза оба журнала, он бы вмиг понял, что из X следует Z, но, увы, этого не случилось. В этом и состоит смысл неоткрытого общественного знания. С ростом числа открытий и специализации ученых таких случаев будет происходить все больше и больше.
Чтобы продемонстрировать свой тезис, Суонсон опубликовал в медицинском журнале статью, посвященную лечению синдрома Рейно при помощи рыбьего жира. Для этого он сперва нашел данные о влиянии рыбьего жира на кровообращение, а затем совместил их со статьями о том, что плохое кровообращение часто связано с этим синдромом. Надо ли говорить, что никакого медицинского или биологического образования у него не было.
То, что проделал Дон Суонсон, а после него многократно повторили другие ученые, теперь могут делать компьютеры, а значит, неоткрытые общественные знания будут все чаще и чаще становиться открытыми. И помимо неизбежной гибели и забвения фактов у нас появится шанс вернуть некоторым из них вторую жизнь.
http://esquire.ru/samuel-arbesman
