Ископаемые с перьями и философия науки
Джойс Хэвстэд и Адам Смит
Аннотация. Последние полвека палеоорнитологических исследований изменили видение эволюционной истории птиц. Эта преображение началось в 1969 году с серии находок невероятных остатков в сочетании с интенсивными научными дебатами о том, как лучше всего интерпретировать эти находки. В идеале, по мере накопления доказательств и получения результатов формируется научный консенсус. Но в споре о происхождении птиц этого в полной мере не произошло: накопление и анализ данных оказали некоторое, но не окончательное влияние на точки зрения по вопросу происхождения птиц. Хотя большинство биологов пришли к выводу, что птицы – это динозавры, этому воззрению до сих пор яростно сопротивляются некоторые исследователи. Чтобы понять суть разногласий по этому вопросу и спрогнозировать будущее дебатов, мы используем модифицированную модель развития научной деятельности для оценки текущего и исторического состояния дел, связанных с темой эволюционного происхождения птиц. Многие исследователи знакомы с философами науки сэром Карлом Поппером и Томасом Куном, и это основные фигуры, к которым до сих пор апеллировали в предыдущих попытках оценить дискуссию. Но мы демонстрируем, что вариант модели Имре Лакатоса о прогрессивных и регрессивных исследовательских программах обеспечивает новую и продуктивную оценку этого спора. Мы установили, что модифицированная модель Лакатоса объясняет неразрешимость спора и предсказывает вероятный исход дебатов о происхождении птиц. Вкратце: здесь мы предлагаем метанаучный инструмент для рациональной оценки конкурирующих теорий, который позволяет исследователям, вовлечённым в кажущиеся неразрешимыми научные споры, двигать вперёд свои рассуждения.
Конкурирующие стандарты науки
Почему так трудно отделить зёрна доброй науки от плевел науки дурной? Ответ на этот вопрос двойственен. С одной стороны, существует множество стандартов, которым необходимо соответствовать, чтобы заниматься хорошей наукой. С другой стороны, исследователь может делать нечто, выставляющее его идею как в положительном, так и в отрицательном свете. Пример: поиск доказательств – типичная научная деятельность. Но поиск доказательств независимо от того, подтверждают ли они предпочитаемую теорию, на практике часто неотличим от поиска доказательств в поддержку предпочитаемой теории. Первое соответствует стандартам хорошей науки, а второе – нет. Когда исследователь собирает доказательства в поддержку предпочитаемой им теории, наблюдатели часто не могут сказать, были ли доказательства собраны хорошим способом поиска доказательств или плохим. В неоднозначных случаях сторонники теории склонны рассматривать процесс сбора доказательств как подкрепление их теории, в то время как противники – как верификацию [без фальсификации]. Другой пример – теория эволюции. Те, кто одобряет теорию, вероятно, сочтут развитие и модификацию теории прогрессивным; но критики могут интерпретировать эти изменения как чрезмерно ревизионистские. Наконец, рассмотрим понятие научного консенсуса. Когда участникам дебатов удалось сойтись к одной точке зрения, это называют консенсусом. Когда же не удалось, то они клеймят это догмой. Для каждого из этих крайних состояний наличествует некоторая деятельность, которая кажется связанной с хорошей наукой – нечто, что могло бы помочь её охарактеризовать, например, сбор доказательств, развитие теории или научный консенсус, – но на деле оказывается, что хорошая форма деятельности – это та, которая связана с хорошей наукой, а не сама по себе. Хорошая научная деятельность способствует хорошей науке! Это изречение само по себе не является слишком уж полезным для определения хорошей науки.
До сих пор никто так и не предложил единый или простой стандарт для распознавания хорошей науки, который бы при этом отлично зарекомендовал себя на практике. Критерий фальсифицируемости сэра Карла Поппера (Popper, 1934, 1959) является наиболее предпочтительным кандидатом на эту роль, но проблемы с этим стандартом хорошо известны и достаточно значительны, чтобы заставить многих принять альтернативную позицию Томаса Куна, согласно которой выбор теории определяется не соображениями рациональности (Kuhn, 1962; больше о взаимодействии между Поппером и Куном в следующем разделе). Было бы прекрасно, если бы существовал иной вариант оценки качества теории – что-то, что дополняло бы слишком упрощённую попперовскую позицию и конкурировало бы с чрезмерно популистской позицией Куна. Здесь мы предлагаем именно такую альтернативу, возродив и реабилитировав концепцию Имре Лакатоса о прогрессивных и противостоящих им регрессивных исследовательских программах (Lakatos, 1968, 1970)*.
*Здесь и далее русский вариант терминологии Лакатоса приводится по следующему изданию: Лакатос, 2008. Избранные произведения по философии и методологии науки. Впрочем, не все варианты перевода оттуда мне видятся удачными; скажем, смысл словосочетания degenerative programme, как мне кажется, лучше передаётся словами «вырожденная программа», а вовсе не «регрессивная»; но для единообразия будем пользоваться общепринятой терминологией.
Наша ближайшая цель в рассмотрении лакатосовского метода оценки научной деятельности состоит в продвижении вперёд дискуссии о происхождении птиц. В настоящее время среди биологов-эволюционистов распространено мнение, что птицы – это динозавры, в частности, что они являются тероподами из клады манирапторов. Распространение этой точки зрения началось с открытия Джоном Остромом птицеподобного теропода Deinonychus antirrhopus (Ostrom, 1969) и было развито им в трёх публикациях, последовавших за этим открытием (Ostrom, 1973, 1974, 1976). Тем не менее, сегодня не все убеждены, что птицы произошли от манирапторов. Эта гипотеза с самого начала была встречена скептически (Tarsitano and Hecht, 1980; Bock, 1986; Olson, 1987; Martin, 1991), и по сей день существует по крайней мере одно направление яростного противостояния (Feduccia, 1980, 1996, 2002, 2012). Наблюдатели неоднократно высказывались против призывов к окончанию споров (Olson, 2002; Zhou, 2004).
В 2002 году предыдущие 25 лет дебатов были иронично названы «вызывающими разногласия» (Prum, 2002). В том же году в результате шумихи вокруг тероподной гипотезы Острома один комментатор назвал её «движением-птицы-это-динозавры», или BADM (Birds-Are-Dinosaurs-Movement) (Olson, 2002). С тех пор дискуссия между BADM и её противоположностью – представлением о том, что «птицы-это-не-динозавры», или BAND (Birds-Are-Not-Dinosaurs), – стала откровенно ожесточённой (Feduccia, 2002, 2013, 2016; Prum, 2003; Smith et al., 2015). И всё это несмотря на то, что в период между открытием Остромом D. antirrhopus в 1969 г. и настоящим временем было обнаружено много якобы ключевых доказательств (Barsbold, 1983; Qiang et al., 1998; Xu et al., 2003; Lipkin et al., 2007; Nesbitt et al., 2009; Xu et al., 2009; Xing et al., 2016; Smithwick et al., 2017; McNamara et al., 2018), проведено несколько всесторонних анализов (Chiappe, 1995; Turner et al., 2012; Clarke, 2013; Brusatte et al., 2014) и сделаны различные призывы к научной добродетели (Feduccia, 2002, 2013, 2016; Prum, 2003; Smith et al., 2015). Спор затянулся, а дискуссия испортилась.
Итак, здесь мы рассматриваем неожиданный, но едва ли не главный источник вытекающей желчи, возрождаем и реабилитируем, забытое, к сожалению, объяснение Лакатоса о (дис)функциональной научной деятельности, а также развиваем и применяем это описание к историческому обзору дебатов BADM против BAND для их оценки. Мы предостерегаем от смешения просто статичной или даже регрессивной научной деятельности с ненаучной и в заключение делаем предсказание с помощью модели Лакатоса в отношении вероятных судеб BADM и BAND. Хотя идея о том, что птицы – это динозавры, в настоящее время лежит в ядре прогрессивной исследовательской программы в терминологии Лакатоса, идея о том, что птицы не являются динозаврами, стала в лучшем случае ядром статичной исследовательской программы, а в худшем – регрессивной. Наша конечная цель – продемонстрировать, как модель Лакатоса можно применять не только здесь, но и в других местах – всюду, где противоречивые, оспариваемые оценки качества исследований препятствуют прогрессу и усиливают враждебность в научных спорах.
Неудачи фальсифицируемости и иррациональности
Значительный сдвиг в современных дебатах о происхождении птиц произошел в 2003 году, когда один участник спора (Prum, 2003) обвинил другого (Feduccia, 2002) в отстаивании позиции, которую уже нельзя было разумно охарактеризовать как научную, на том основании, что эта позиция была настолько расплывчатый, что стала нефальсифицируемой. Согласно этой критике, теории должны соответствовать минимальному стандарту фальсифицируемости, чтобы считаться научными. Этот способ мышления, предложенный философом науки сэром Карлом Поппером (1934, 1959), довольно популярен в науке.
Несмотря на то, что критерий фальсифицируемости кажется простым и элегантным решением проблемы разграничения науки и ненауки, с ним есть определённые проблемы. Самая существенная среди них заключается в том, что научная деятельность лишь изредка состоит в оценке теорий путём выделения гипотез и их проверки в случайных условиях, когда всё остальное фиксировано. Гипотезы предназначены для проверки научных теорий, а научные теории часто расплывчаты и недостаточно развиты, особенно на ранних стадиях. Исследователю с зарождающейся теорией, возможно, потребуется иметь возможность разрабатывать умозрительные гипотезы, проверять их и отвергать те, которые не оправдались, без необходимости отвергать всю лежащую в их основе теорию. Или ему, возможно, придётся подвергнуть сомнению другой аспект экспериментальной схемы в ответ на неудачную проверку, придерживаясь как этой гипотезы, так и лежащей в её основе теории – на тот случай, если то, что они действительно обнаружили, является ранее не найденной проблемой в условиях проверки или недостаточно изученным фоновым предположением. Использование фальсифицируемости в качестве минимального стандарта для научной деятельности не в состоянии учесть развитие и неопределённость в теории и условиях проверки. Нам нужен критерий оценки научной деятельности, который бы позволил разрабатывать теории и проверки методом проб и ошибок, но который также предоставил бы нам возможность сказать, что в какой-то момент этого достаточно – что погоня за некогда научной идеей уступила место догматизму.
Поппер признавал значение пересмотра в науке, возражая только против его регрессивной формы, которую он назвал ad hoc модификацией*. Проблема заключается в различении этих двух видов – принципиальной и ad hoc модификации – и самому Попперу никогда не удавалось найти убедительного решения этой проблемы. Именно здесь на сцену выходит уроженец Венгрии Имре Лакатос, ещё один философ науки, в конечном итоге эмигрировавший в Великобританию. Исследователи, как правило, гораздо лучше знакомы с ответом Томаса Куна (1962) на проблему выбора теории, возникшую из-за краха наивного фальсификационизма Поппера, поскольку именно отсюда происходит понятие смены парадигмы. Но так называемое решение проблемы Куном делает «выбор» теории иррациональным: он говорит, что то, что заставляет исследователя придерживаться теории, несмотря на её неудачи и аномалии (оставаясь в рамках парадигмы), или то, что заставляет его решить после ряда несоответствий, что с него хватит (смена парадигмы), – вообще не является выбором как таковым. Скорее, это психологический и общественный приговор – результат ощущения или умонастроения исследователя, связанного с тем, насколько (не) привлекательна эта теория в научном сообществе прямо сейчас. Вместо этого Лакатос (1968, 1970) предлагает многообещающее альтернативное решение попперовской проблемы выбора научной теории – такое, которое может дать рациональное, а не популистское объяснение того, как проводить различие между принципиальной и ad hoc модификацией.
*Ad hoc (то есть «для этого») модификация – это такая гипотеза, которая для объяснения обнаруженного противоречия между предсказанием теории и наблюдаемыми фактами предполагает существование какого-то пока неизвестного, неучтённого фактора. Примером такого может служить выдвижение идеи о существовании нейтрино: исследуя выделение энергии при β-распаде, физики обнаружили, что закон сохранения энергии выполняется не в полной мере. Перед исследователями встала альтернатива – либо отказаться от закона сохранения энергии (и, в частности, Нильс Бор высказывал именно такую идею), либо предположить, что часть энергии уносится пока не обнаруженной элементарной частицей, названной «нейтрино» (ad hoc гипотеза). Говоря кратко, ad hoc гипотеза – это объяснение непонятного неизвестным, нечто почти на грани чайника Рассела. Опыт последующего экспериментального обнаружения нейтрино (равно как и подкрепления прочих ad hoc гипотез) показывает нам, что само по себе выдвижение подобных идей – не самый худший путь развития исследовательской программы (хотя по возможности его, конечно, лучше избегать); но если ваша программа начинает целиком состоять из ad hoc гипотез, то пора задуматься, туда ли вы копаете.
В основе теории Лакатоса о рациональном выборе теории лежит идея о том, что научная деятельность состоит в основном из взаимодействия между конкурирующими исследовательскими программами, а не просто из отдельных гипотез или даже теорий. См. рис. 1, где изображена лакатосовская идея исследовательской программы.
Исследовательская программа в своей основополагающей форме представляет собой убеждение в чём-либо. Первоначально это может быть что-то столь же расплывчатое, как идея о том, что «птицы произошли от динозавров» или что «птицы не произошли от динозавров – вместо этого они произошли от независимой линии базальных архозавров». Не всегда легко сказать, особенно поначалу, какие именно из этих предложений, рассматриваемых исследовательской программой, являются убеждениями, относящимися к ядру, а какие – простыми утверждениями, которые – если они выдержат проверку – могут быть добавлены к эмпирическим данным программы, или – если они не выдерживают проверки – могут быть просто отброшены.
Несмотря на это, внутренние убеждения в конце концов формируют то, что Лакатос назвал твёрдым ядром исследовательской программы. Это те утверждения, которые в конечном итоге определяют научную позицию, которую исследует и защищает эта конкретная программа. Процесс исследования и защиты, внушаемый ядром, формирует то, что Лакатос назвал положительной эвристикой исследовательской программы. Это набор доводов и аномалий, которые подсказывают, как развивать ядро прогрессивным, а не регрессивным путём. Положительная эвристика исследовательской программы поощряет разработку умозрительных гипотез об эмпирических условиях, которые следуют из убеждений ядра, но которые ещё не были удовлетворительно объяснены, установлены или распознаны. Когда такие гипотезы могут быть проверены, и если такая проверка подкрепляет соответствующие условия, то это добавляет к ядру эмпирическое содержание. Наращивание подкреплённого содержания постепенно формирует то, что Лакатос назвал защитным поясом вокруг ядра исследовательской программы. Неудачная проверка некоторых из умозрительных гипотез исследовательской программы или неудача в подкреплении условий, постулируемых такими гипотезами, являются приемлемыми неудачами для научной деятельности с точки зрения Лакатоса – до тех пор, пока могут быть разработаны и проверены альтернативные гипотезы и, по крайней мере, хотя бы иногда появляются некоторые подкрепления. Угрозы самому ядру – единственные, с которыми нельзя мириться, и это убеждение – то, что Лакатос назвал отрицательной эвристикой исследовательской программы. Представляя свою концепцию исследовательских программ, Лакатос в качестве иллюстрации приводит в пример картезианскую метафизику. Эта исследовательская программа была посвящена механистической теории вселенной, управляемой часовым механизмом и основанной на движении от первичного толчка. Её отрицательная эвристика заключалась в том, чтобы избегать противоречивых теорий (таких как ньютоновская теория дальнодействия), а её положительная эвристика заключалась в поиске механических объяснений явлений (Лакатос, 1968, с. 168).
К сожалению, Лакатос впервые сформулировал своё решение проблемы рационального выбора теории в конце 1968, разработал описание в 1970, а затем неожиданно умер от сердечного приступа в начале 1974 в возрасте всего 51 года. Таким образом, его критерий, который не был создан ни полным, ни совершенным, сам по себе не получил выгоды от длительного периода исследования, пересмотра, расширения и уточнения его создателем. Теперь наша задача состоит в том, чтобы изучить различные следствия этого критерия оценки, устранить некоторые очевидные недостатки и показать, как можно с пользой применить обновлённую версию критерия, скажем, к продолжающимся и, казалось бы, неразрешимым спорам о происхождении птиц.
Пересмотр модели Лакатоса
Первое, на что следует обратить внимание в оценке Лакатосом рационального выбора теории в научной деятельности, – это то, что на самом деле она не является подходящим инструментом для различения науки и ненауки. Другими словами, оценка сама по себе не предлагает убедительного решения проблемы демаркации границ, которая пленяла Поппера и многих других. Но этот аспект оценки Лакатоса – скорее достоинство, чем недостаток. Подход Лакатоса предназначен именно для отделения хорошей науки от плохой, и обеспечение этого различия так же важно, как и решение проблемы демаркации. Смешение этих двух вопросов – отличить науку от ненауки и хорошую науку от плохой науки — оказалось на редкость бесполезным. То же самое можно сказать и о частом смешивании вопросов о происхождении птиц и эволюции полёта. Это не значит, что всякая наука – хорошая наука, а всякая плохая наука – ненаука. Следует лишь это признать, как сразу становится ясно, что нам нужен как способ разграничения науки и ненауки, так и способ отличить хорошую науку от плохой*. Мы могли бы также захотеть в рамках категории ненауки найти способ разграничения чисто ненаучной деятельности от псевдонаучной (той, которая коварно притворяется наукой). Кроме того, мы могли бы пожелать в рамках категории плохой науки найти способ отличить просто неблагоразумные методы (например, небольшие размеры выборки) от пагубных (также известных как «грязная наука»). И в категории грязной науки мы могли бы провести различие между фальшивой (spurious) наукой (например, подгонкой данных) и мошеннической (fake) наукой (например, фабрикацией данных). Одно из преимуществ наличия более тонкого деления – такого, что позволяет различать не только хорошую науку и ненауку – состоит в том, что наличие такого деления позволяет критиковать плохую науку, тем не менее признавая, что по крайней мере часть её всё ещё научна.
*Авторы, по всей видимости, пытаются усидеть на двух стульях, желая разграничить и примирить наивный фальсификационизм Поппера и утончённый фальсификационизм Лакатоса – дескать, их критерии работают на разных уровнях и потому могут легко ужиться вместе. Это не так. Лакатос действительно не даёт ни чёткого определения, ни чётких критериев науки – но вовсе не потому, что считает этот вопрос выходящим за рамки его работ; ровно наоборот – он наглядно показывает, что грань между реальной (а не идеальной попперовской) наукой (по крайней мере, тем, относительно чего не существует никаких разногласий по части научности) и метафизикой необычайно зыбка; именно поэтому нет никакого смысла в изобретении критерия «научности» – ему на деле не будет удовлетворять практически ничего, и гораздо важнее отличать деятельность, продвигающую вперёд научное знание (прогрессивная исследовательская программа; «хорошая наука» в терминологии авторов) от деятельности, это самое знание никуда не двигающей (регрессивная программа). Таким образом, хотя попперовский и лакатосовский критерии говорят о разном, но по своей сути являются взаимоисключающими, проводя границу «приемлемости» научной деятельности в разных местах. Регрессивная исследовательская программа в смысле Лакатоса на деле оказывается лишь немногим менее бесполезным для исследователей явлением, чем ненаука Поппера.
Учитывая существовавшую ранее потребность в новом и более точном делении, а также помня о невероятно антагонистическом характере недавних споров между BADM и BAND, мы легко можем понять, как правдоподобные возражения против спорной научной деятельности могли быть высказаны по ошибке как обвинения в ненаучности (Prum, 2003); также нетрудно вообразить, почему такие обвинения могли непродуктивно обострить, но не продвинуть дискуссию (Feduccia, 2013, 2016; Smith et al., 2015). Ни один хорошо подготовленный исследователь, добросовестно занимающийся научными изысканиями в признанном научном учреждении, не пожелал бы, чтобы другие исследователи обвинили его в занятиях ненаучной работой только потому, что они вовлечены в давние научные разногласия (Ostrom, 1969; Gauthier, 1986; Smith et al., 2015; Feduccia, 2016). Даже исследователи, непосредственно не участвующие в таких спорах, скорее всего, будут сопротивляться призывам исключить из участия одну сторону (Olson, 2002), а те, кто ещё не определился с выбором, будут обоснованно возражать против заявлений об окончании дискуссии (Zhou, 2004), особенно если со стороны выглядит так, что этот шаг делается ненаучным или даже просто метанаучным путем.
Итак, допустим, что научная деятельность – это просто то, чем занимаются те, кого обычно называют исследователями в таких местах, которые обычно зовутся научными учреждениями, и делающими то, что обычно называется научным. Философы науки предлагали и другие определения (например, Laudan, 1983; Longino, 1990), имеющие отношение к тому, как можно разрешить проблему демаркации – то есть как разграничить науку от ненауки, независимо от того, что отличает хорошую науку от плохой, – но такого простого социологического утверждения будет вполне достаточно для наших целей. Опять же, критерий Лакатоса для исследовательских программ предполагает уже существующий критерий научности исследований; его позиция предполагает, что мы уже можем определить, что считается наукой*. Здесь мы отходим от этой особенности его описания, предварительно постулируя, что научная деятельность – это, как правило, то, что исследователи делают в научных учреждениях и что называется научным. Обычно это включает в себя разработку, проверку и защиту утверждений в первую очередь эмпирическим путем, хотя может включать и чисто теоретические исследования в некоторых областях науки. Примерами могут служить концепции вроде теории струн, которые еще не могут быть предметом инструментального исследования, а также отрасли исторической науки, которые в основном занимаются сбором данных. С помощью этого рабочего определения научной деятельности критерий Лакатоса может помочь отличить прогрессивные исследовательские программы от регрессивных – различие, которое мы можем использовать для конкурирующих теорий происхождения птиц.
*Выше я уже описал, почему это не так. Именно из-за непонимания (или нежелания понимать) этого факта авторы и ударяются в такую странную игру со словами для определения сепулек науки. Вообще весь этот раздел выглядит самым слабым в статье.
Эволюция птиц
В течение последнего полувека ширилось мнение, что птицы произошли от динозавров, в частности, от манирапторных теропод. Этот консенсус (если вы за) или догма (если вы против) возник(ла) из открытия Джоном Остромом (1969) птицеподобного теропода D. antirrhopus (Ostrom, 1969). В серии последующих публикаций Остром предположил, что: вместо происхождения от базальных архозавров птицы были целурозаврами (Ostrom, 1973); что птицы взлетели с земли с помощью бега (Ostrom, 1974); и что, конкретнее, птицы были манирапторными тероподами (Ostrom, 1976). В то время существовали альтернативные гипотезы происхождения птиц: Уокер (1972), например, опираясь на свои исследования сфенозуха, утверждал, что птицы были крокодиломорфами. Не все утверждения Острома полностью выдержали научную проверку: сегодня большинство палеонтологов больше придерживается идеи древесного происхождения полёта (Feduccia, 1980; Bock, 1985, 1986; Norberg, 1990), нежели гипотезы взлёта с разбега. Но вывод Острома о формировании птиц внутри манирапторов быстро нашел филогенетическую поддержку (Bakker and Galton, 1974; Thulborn, 1975; Cracraft, 1977; Gauthier and Padian, 1985; Gauthier, 1986), и эта поддержка до сих пор выдерживает испытание временем (Chiappe, 1995; Padian, 2001; Clarke, 2013). Волна ископаемых находок, сделанных в последующие десятилетия, только расширила основания для консенсуса о тероподном происхождении птиц. Особенно важные находки включают в себя: вилочки (сросшиеся ключицы), обнаруженные как у птиц, так и у нептичьих теропод (Barsbold, 1983; Lipkin et al., 2007; Nesbitt et al., 2009); оперение – также и у птиц, и у нептичьих динозавров (Qiang et al., 1998; Xu et al., 2003; Xing et al., 2016); переходное между динозавровым и птичьим состояние кисти (Xu et al., 2009); и сохранившиеся отпечатки перьев и кожи динозавров и птиц (Smithwick et al., 2017; McNamara et al., 2018).
Прежде (до сих пор господствующей) тероподной гипотезы Острома о происхождении птиц существовал альтернативный палеонтологический консенсус: птицы произошли от других, более примитивных архозавров. Преобладание этой точки зрения обычно связывают с успехом работы Джеральда Хейльманна «Происхождение птиц» (1926), в которой он утверждал, что отсутствие ключиц или вилочки у динозавров, но при этом её наличие у птиц согласно закону необратимости эволюции Долло подразумевает, что происхождение птиц от динозавров невозможно (то есть если у птиц и других архозавров есть вилочки, а у динозавров нет, то птицы не могут быть динозаврами). Вот почему открытие вилочек динозавров (упомянутое выше) было особенно важно для споров о происхождении птиц. Поскольку в то время такие ископаемые были неизвестны, Хейльманн определил псевдозухий, а не целурозавров, как наиболее вероятных предков птиц. Несмотря на отмеченное Хейльманном значительное сходство птиц и мелких теропод, только неполнота палеонтологической летописи заставила его заключить, что «очевидно, что все наши требования к предку птиц встречаются у псевдозухий, и ничто в их строении не противоречит мнению, что один из них мог быть предком птиц. Это, конечно, не доказывает, что этот предок был одной из известных псевдозухий» (Heilmann, 1926, с. 191). Хейльманн считал представителей Ornithosuchus woodwardi (Newton, 1894) и Euparkeria capensis (Broom, 1913) особенно показательными образцами того, как мог выглядеть предок птиц.
Прежде (временного) восхождения псевдозухийной гипотезы Хейльманна состояние дел, пожалуй, лучше всего описать как отсутствие какого-либо консенсуса в отношении происхождения птиц. Всего через 2 года после публикации в 1859 году книги Чарльза Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора» немецкий палеонтолог Христиан Эрих Герман фон Майер сообщил об открытии единственного пера Archeopteryx lithographica (полноценное описание было опубликовано фон Майером в 1862 году). Вскоре после этого были найдены два скелета археоптерикса, снова в юрском известняке, добытом в карьере в Баварии, и каждый из них позднее был описан как отдельный вид: лондонский образец как Archeopteryx macrura (Owen, 1863) и берлинский – как Archeopteryx siemensii (Dames, 1897). К 1867 году Томас Генри Гексли уже включил археоптерикса в свою книгу «О классификации птиц» (Huxley, 1867), а 7 февраля 1868 года он прочёл лекцию в Королевском институте Великобритании под названием «О животных, которые наиболее близки к промежуточному звену между птицами и рептилиями», в конце концов опубликованную в лондонском Popular Science Review (Huxley, 1868). В своей лекции Гексли предположил динозавровое происхождение птиц, используя археоптерикса как аргумент, но еще больше полагаясь на другого динозавра, описанного из зольнхофенских сланцев, а именно – Compsognathus longipes.
По этому вопросу, как и по многим другим, Ричард Оуэн не согласился с Гексли. Оуэн утверждал, что внешнее сходство между птицами и динозаврами было просто результатом конвергенции (Owen, 1875). Хотя этот спор между Гексли и Оуэном получил широкую огласку и много где обсуждался, такое тщательное изучение не привело к какому-либо окончательному разрешению. Например, в своем обращении к Американской ассоциации содействия развитию науки от 30 августа 1877 г. американский палеонтолог Отниел Чарльз Марш принял точку зрения Гексли о динозавровом происхождении птиц (Marsh, 1877). Но в Kansas City Review of Science and Industry соотечественник Марша Бенджамин Франклин Мадж поддержал альтернативную позицию Оуэна (Mudge, 1879). Статья Маджа была озаглавлена как «Птицы произошли от динозавров?» и ответом было «нет» (Mudge, 1879). Вскоре после этого энтомолог по имени Сэмюэль Уэнделл Уиллистон задал такой же вопрос в так же озаглавленной публикации и выдвинул убедительный, но лаконичный аргумент, что на самом деле ответ должен быть «да» (Williston, 1879). Однако дальновидная статья Уиллистона не разрешила дискуссию, и, вероятно, будет справедливо сказать, что в то время не было достаточных доказательств для решения вопроса о происхождении птиц. (Подробнее об этом этапе дискуссии см. Witmer, 1991).
Суммируя вышесказанное, мы можем разделить историю споров о происхождении птиц на три отдельных этапа: начальный (1859 – 1925), характеризующийся отсутствием консенсуса; промежуточный (1926 – 1968), обнаруживающий широко принятый консенсус, что птицы были пресмыкающимися, но не динозаврами; и последний (с 1969 г. по настоящее время), в котором наличествует консенсус* относительно того, что птицы на самом деле произошли от динозавров. Что нам нужно выяснить сейчас: является ли данная история историей простого разногласия во мнениях или же прогрессом науки, и тут модель Лакатоса нам может помочь.
*Или догма? ;)
На рис. 2 представлена инфографика истории споров о происхождении птиц, сопровождаемая схематичными рисунками ключевых образцов и идей, а также попытку графического применения концепции Лакатоса к этим спорам. Такой тщательный* обзор споров о птичьем происхождении позволяет нам сравнить и сопоставить лакатосовский статус лагерей BADM и BAND в разные моменты истории научной дискуссии. На ранних стадиях обе позиции представляют собой ядерные убеждения прогрессивных исследовательских программ. Но в текущих условиях эти две позиции не так уж и равны.
*«Тщательный», пожалуй, – излишне самонадеянно. В частности, не упомянут самый твёрдый, на мой взгляд, аргумент в пользу BAND – продвинутое строение внутреннего уха птиц (Whetstone, Martin, 1979) и археоптерикса (Whetstone, 1983), идентичное таковому у крокодилов, в то время как у динозавров (в том числе нептичьих теропод) внутреннее ухо неотличимо от примитивного состояния прочих пресмыкающихся. Увы, возражения этому аргументу со стороны приверженцев BADM также были довольно желчными и непродуктивными.
Характеристика прогрессивной деятельности
Согласно Лакатосу, исследовательская программа является здоровой, когда она приводит к прогрессивному сдвигу проблем (Lakatos, 1968, 1970). Это его способ описания таких событий, когда ядро исследовательской программы, наряду с его положительной эвристикой, предлагает различные гипотезы о проверяемых обстоятельствах, которые, когда они подтверждаются, добавляют эмпирическое содержание ко всей теории. Вот как то, что Лакатос назвал защитным поясом, вырастает вокруг ядра исследовательской программы: эмпирическое содержание постоянно постулируется и время от времени подкрепляется, что приводит к общему увеличению фактов, объяснённых теорией, предсказаний, на которые теория рискнула, и проверок, которые теория пережила. Прогрессивная исследовательская программа – это программа, которая выходит за пределы своего ядра, постоянно постулируя и, по крайней мере, время от времени подтверждая дополнительное эмпирическое содержание. Наконец, статус исследовательской программы может измениться – то, что когда-то было прогрессивным, может застопориться, даже если взгляды этой программы остаются широко принятыми.
С тех пор, как Остром начал в 1969 году реанимировать идею о том, что «птицы – это динозавры», она стала ядром прогрессивной исследовательской программы, которая постоянно расширяла защитный пояс вокруг своего ядра – и расширение этого пояса происходило через стремление множить различные линии постулатов и подкреплений, ведущих к следующим, вытекающим из них постулатам и подкреплениям. См. рис. 3, где изображена хронологическая последовательность этапов модели Лакатоса, применённой только к BADM.
Исследовательская программа BADM добавила эмпирические данные по нескольким направлениям, а именно: постулируя, что птицы – это не просто динозавры, но, в частности, манирапторы (Smith et al., 2015); предсказав, что перья развились отдельно от полета (Clarke, 2013), и пережив проверки этого предсказания благодаря открытию оперённых, но нелетающих ископаемых динозавров (Xing et al., 2016). Исследовательская программа BADM также включает в себя дополнительные умозрительные данные, которые ещё не были окончательно подтверждены, например, гипотезу сдвига рамки в формировании кисти (Wagner and Gauthier, 1999; Feduccia and Nowicki, 2002). Наконец, BADM пережила и свои неудачные утверждения: времена, когда некоторые из её умозрительных гипотез были сфальсифицированы – например, когда предложенные филогенетические схемы были пересмотрены или опровергнуты (Gauthier, 1986; James and Pourtless, 2009; Baron et al., 2017), или когда попытки объяснить развитие полёта у бегающих предков были поставлены под сомнение открытием оперённых, возможно, летающих древесных нептичьих теропод (Padian, 2001; Xu et al., 2003). Впрочем, следует отметить, что пока нет единого мнения относительно древесного образа жизни микрорапторин и не удаётся окончательно рассудить, можно ли с помощью этих таксонов обосновать сценарий развития полёта «с деревьей вниз» или «с земли вверх» (Dececchi and Larson, 2011). Как бы то ни было, именно эта комбинация опытных данных, умозрительных гипотез, проверяемости, фальсификации и роста представляет собой здравый теоретический сдвиг для мощного продвижения науки. Возрождённый критерий Лакатоса уникален и позволяет нам включить такого рода принципиальный теоретический пересмотр в картину рационального выбора теории в палеонтологической и другой научной деятельности.
Характеристика регрессивной деятельности
Критерий Лакатоса также позволяет нам рационально охарактеризовать нездоровую научную деятельность. Во-первых, следует отметить, что даже прежде прогрессивная исследовательская программа может стать регрессивной, и наоборот; статус исследовательской программы не жёстко зафиксирован. Нездоровая исследовательская программа – это всего лишь та программа, которая, согласно Лакатосу, не производит или больше не производит прогрессивных сдвигов проблем; это программа, которая не расширяется или больше не выходит за пределы своего ядра. Поскольку критерий Лакатоса допускает некоторые спекуляции и неудачи, определение того, когда исследовательская программа начинает регрессировать, может быть трудоёмким и занять довольно много времени*. И поскольку прогрессивная исследовательская программа должна как постоянно порождать новые утверждения, так и время от времени подтверждать некоторые из них (добавляя эмпирическое содержание в защитный пояс вокруг твёрдого ядра), есть по крайней мере два различных пути «течения болезни» программы.
*И, следует заметить, это одна из причин, по которой некоторые исследователи до сих пор остаются в яслях наивного фальсификационизма Поппера вместо того, чтобы двигаться дальше. Отрубать топором гораздо проще, чем отрезать микротомом.
Первый и наиболее очевидный путь регрессии – это когда исследовательская программа регулярно порождает умозрительные утверждения, но подкрепления этих утверждений не происходит, и поэтому защитный пояс никогда не вырастает вокруг ядра. Лакатос называет такого рода исследовательскую программу скорее регрессивной, чем прогрессивной. Ввиду того, что исследовательская программа BAND так и не вышла за рамки утверждения, первоначально сформулированного Хейльманном в 1926 году, что птицы произошли от базальных архозавров, похоже, что BAND может быть регрессивной исследовательской программой именно в этом смысле. См. рис. 4, где изображена хронологическая последовательность этапов модели Лакатоса, применённой только к BAND.
Отсутствие защитного пояса вокруг ядра «птицы – не динозавры» вовсе не значит, что BAND не является исследовательской программой: очевидно, что эта программа имеет длительную современную историю выдвижения умозрительных гипотез (Feduccia, 1980, 1996, 2002, 2012, 2013, 2016). Это просто означает, что подкрепления этих гипотез особенно не происходило, что требовало, наряду с повторением прежних утверждений, постоянного отступления назад, к основным убеждениям твёрдого ядра, вокруг которого так и не вырос защитный пояс.
Здесь стоит отметить, что ядерная убеждённость в идее, что птицы не являются динозаврами, вызывала некоторое неудовольствие у самого Хейльманна, поскольку простое отсутствие вилочек на ископаемых скелетах динозавров, известное в начале ХХ века, по существу вынудило его, строго придерживавшегося закона необратимости эволюции Долло, обосновать свою позицию против неопровержимых доказательств того, что птицы в действительности были динозаврами (Heilmann, 1926). С тех пор вилочки нептичьих динозавров были обнаружены у многих видов (например, Tyrannosaurus rex; Nesbitt et al., 2009), и, хотя были предприняты попытки расширить эмпирическое содержание исследовательской программы BAND другими средствами, эти попытки не увенчались успехом (Prum, 2002, 2003; Smith et al., 2015). Предлагаемые объяснения необходимым образом стали еще более радикальными, чтобы мочь поддерживать постоянное создание гипотез и новизну. Например, оказавшись перед фактом открытия оперённых динозавров из Китая (Xu et al., 2003), которые первоначально рассматривались как нептичьи, наиболее активные сторонники BAND приняли гипотезу, согласно которой эти динозавры интерпретируются как птицы с морфологией, конвергентной с другими динозаврами, в действительности отказавшись от гипотезы BAND в пользу радикальной перестройки нашего понимания филогении динозавров (Feduccia, 2002). Сторонники подобного взгляда строго придерживаются аксиомы сэра Гэвина де Бира о том, что «если у этого существа есть птичьи маховые перья и птичьи крылья, то это птица» (de Beer, 1956). С этой точки зрения не только четырёхкрылый Microraptor, но и также и все его пернатые родственники, такие как, например, не способный к полёту хищный теропод Velociraptor mongoliensis, прославившийся в кино, также должны быть нелетающими птицами (например, Deinonychosauria, клада, включающая велоцираптора, будет располагаться внутри Avialae (то есть птиц), а не наоборот). Эта гипотеза не получила поддержки среди неонтологов или палеонтологов, и стоит отметить, что до открытия перьев с опахалом у дромеозавров и других теропод (то есть после первоначального описания перьевидных структур у этих таксонов) сторонники BAND с жаром утверждали, что эти таксоны совершенно не связаны с птицами (Feduccia, 2002).
Характеристика статичной деятельности
Но есть и второй путь, следуя которому, исследовательская программа может оказаться регрессивной в расширенном лакатосовском смысле: программа не только может не подкрепить свои умозрительные гипотезы; она также может вообще перестать выдвигать какие-либо новые гипотезы. Мы предлагаем это как дополнение к модели Лакатоса и утверждаем, что лучше называть такого рода болезненную исследовательскую программу статичной, а не регрессивной*. Это связано с тем, что, согласно некоторым предположениям (Feduccia, 2012), происхождение птиц от базальных архозавров вполне может оказаться правдой, но также верно и то, что – памятуя о не слишком большой полноте наших данных об эволюционной истории реального мира – любые ископаемые свидетельства этого эволюционного пути не сохранились и потому никогда не будут обнаружены. Было бы досадно объявить потенциально истинные научные убеждения регрессивными только из-за нашей неспособности получить доступ к доказательствам этой истины. Кроме того, возможно, кладистика не может – принципиально, с абсолютной уверенностью – полностью устранить угрозу конвергенции, способную смешать карты филогенетическому анализу, опять же, как предполагают некоторые (Feduccia, 2012, 2013, 2016). И было бы неправильно классифицировать потенциально верное суждение об ограничениях определённых научных методологий как регрессивное только потому, что такая истина может быть крайне неудобной. Тем не менее, поскольку заявления такого рода – какими бы научными они ни были – используются для объяснения неспособности исследовательской программы либо генерировать дальнейшие умозрительные гипотезы, либо получать подкрепления, лучшее, что могут сделать такие заявления, – это оправдать бесконечную нехватку прогресса в рамках программы, к которой они относятся.
*Статичная исследовательская программа – оригинальный термин авторов, как они и сами отмечают. Однако нельзя сказать, что сам Лакатос не видел этих двух различных путей «течения болезни» исследовательской программы – нет, он прямо об этом упоминает, но не видит смысла в изобретении нового термина. Следуя принципу Чёрной Королевы, Лакатос убеждён, что топтание на месте – это тоже движение назад, то есть регресс. Принимать ли столь жёсткую трактовку регрессии исследовательской программы Лакатоса или ревизионистскую трактовку авторов – дело вкуса; лично мне изначальная позиция Лакатоса гораздо ближе.
Такого рода статичную исследовательскую программу лучше всего можно описать как находящуюся на промежуточной территории, «чистилище» между прогрессивными и регрессивными программами. Статичная наука не обязательно плохая наука: когда-то прогрессивные исследовательские программы могут стать статичными; например, когда они настолько устоялись, что перестают выдвигать и подкреплять новые утверждения. А при отсутствии средств для проверки своих утверждений исследовательская программа может быть вынуждена уйти в застой до тех пор, пока технологические или другие разработки не позволят начать или возобновить проверки. Статичная исследовательская программа может быть лучше, чем регрессивная или отсутствие исследовательской программы вообще. Но такая программа не будет успешной в области, в которой существует прямая конкуренция с прогрессивной исследовательской программой. Если в действительности с BAND дела обстоят именно так – то есть если она либо откровенно регрессивная, либо вынуждена останавливаться (Feduccia, 2002, 2013, 2016), чтобы защитить своё отсутствие прогресса по сравнению с прогрессивной исследовательской программой BADM (Prum, 2002, 2003; Smith et al., 2015) – тогда идея о том, что птицы не являются динозаврами, не сулит ничего хорошего. Даже согласно великодушному критерию Лакатоса, допускающему принципиальный теоретический пересмотр, эмпирическое содержание должно постоянно генерироваться для текущей исследовательской деятельности, а для научного прогресса требуется хотя бы время от времени находить подкрепление.
Лакатосовское предсказание
Ключевым компонентом закоснелого в настоящее время спора между BADM и BAND является неожиданная частота апелляций с обеих сторон к различным философским фигурам и их идеям о том, что считается научным. Дэвид Юм и Артур Шопенгауэр, а также Поппер и Кун постоянно упоминаются в спорах, как и их идеи о скептицизме, индукции, фальсификации, смене парадигмы, подтверждении и отклонении (Feduccia, 2002, 2013, 2016; Prum, 2002, 2003; Smith et al., 2015). Некоторые философски настроенные исследователи, такие как Чарльз Лайель и Карл Саган, также были помянуты вместе с их идеями о явлениях и отображениях (Feduccia, 2016). Но эти метанаучные шаги скорее усилили, чем разрешили разногласия между BADM и BAND. Итак, здесь мы предлагаем возродить, к сожалению, позабытый критерий Лакатоса о выборе рациональной теории и её развитии как средство достижения прогресса в ставшей довольно закоснелой дискуссии. Поскольку похожие апелляции к философии могут быть аналогичным образом и непродуктивно сделаны и в других дискуссионных областях науки, мы предлагаем и пересматриваем критерий Лакатоса в надежде, что он может быть полезен не только в этом контексте, но и в других местах – всюду, где оппоненты в спорах начали ставить под сомнение, можно ли считать позицию их противников научной. Продолжающийся спор об эволюционной истории змей (Longrich et al., 2012; Caldwell et al., 2015) или более далёкие от обсуждаемой темы дискуссии об охоте во времена культуры Кловис и вымирании мамонтов (Grayson and Meltzer, 2002) могут быть кандидатами на применение возрождённой модели Лакатоса.
Наконец, еще один интересный результат, вытекающий из нашего применения восстановленной модели Лакатоса к спорам между BADM и BAND, – это генерация следующей пары предсказаний: крайне маловероятно, что регрессивная или статичная версия исследовательской программы BAND будет разделяться палеоорнитологами без дальнейшей генерации эмпирически подтверждаемых умозрительных гипотез и, по крайней мере, периодических подкреплений этих гипотез. А учитывая историю её конкуренции с исследовательской программой BADM – с ее непрекращающимся выдвижением умозрительных гипотез и в последнее время частыми их подкреплениями – гораздо более вероятно, что именно эта прогрессивная исследовательская программа, рассматривающая птиц как манирапторов, будет процветать. Но это пара умозрительных гипотез, предназначенных для проверки жизнеспособности обновлённой лакатосовской теории прогрессивных против регрессивных и статичных исследовательских программ; мы с нетерпением ждем либо опровержения, либо подкрепления этих эмпирических утверждений.
Техническую информацию о публикации и список литературы вы найдёте на странице оригинальной публикации.
Все права на данный текст принадлежат паблику «Инженерная биология». Использование этого текста разрешается в некоммерческих целях и при наличии активной ссылки на оригинал.