1.3. Неопределенность и наука

Чтобы сделать жизнь более предсказуемой, необходимо уменьшить степень неопределенности. На практике бывает трудно отделить действительно случайные явления от явлений, которые по своей сути не являются случайными, но не могут быть рассматриваться как детерминированные в силу недостаточной изученности. Иногда по мере изучения случайность (стохастическая неопределенность) может переходить в гносеологическую или метрологическую неопределенность и далее даже перестать быть неопределенностью вообще. Данный процесс является одним из основных направлений развития науки.

Изучая окружающий мир, люди находят причинно-следственные связи между различными явлениями. В результате выявляются новые факторы, влияющие на наступление тех или иных событий, определяется характер зависимостей, разрабатываются методы измерения этих факторов и управления ими.

В истории науки можно выделить следующую неоднократно встречающуюся схему устранения (сокращения) неопределенности в нашей жизни.

Во время серии наблюдений за одним явлением при одинаковых с точки зрения исследователя начальных состояниях регистрируются различные исходы. Исследователь не может объяснить это действием известных ему факторов. Поэтому данное явление признается случайным.

Если оно представляет интерес для практической жизни или науки, начинается работа по поиску причин (факторов), определяющих тот или иной исход. По мере накопления знаний такие факторы выявляются, изучаются и становятся если не управляемыми, то хотя бы контролируемыми. В результате неопределенность сокращается (в идеале - исчезает совсем).

В первую очередь, выявляются основные факторы, которые оказывают самое сильное влияние на исход. Контроль над основными факторами существенно сокращает неопределенность. Но, как правило, существуют еще и второстепенные, связь которых с изучаемым явлением не всегда очевидна и проста. Активные исследования продолжается до тех пор, пока либо неопределенность не сократится до приемлемого уровня, либо не будет достигнут предел возможностей науки на данном этапе развития человечества. Но потребности общества не стоят на месте. Со временем появляется необходимость и (или) возможности для дальнейшего сокращения неопределенности. Опять начинается выявление и исследование ранее неизученных факторов и процесс продолжается.

Несмотря на постоянный поиск практически на каждом этапе развития науки в любом явлении всегда присутствует некоторая степень неопределенности. В зависимости от важности исследуемой области, требуемой практической точности и возможностей науки возможны разные варианты учета и использования существующей неопределенности.

Если степень неопределенности пренебрежимо мала с практической точки зрения, то она не учитывается в расчетах, и явление рассматривается как почти детерминированное.

Степень неопределенности может быть такой, что ей нельзя пренебречь, но при этом она не представляет угрозы, т.е. является приемлемой. Тогда человек пытается найти методы, с помощью которых ее можно было бы учитывать и использовать в своей деятельности. Активные исследования возобновляются только, если появляются новые возможности, позволяющие сократить степень неопределенности без привлечения чрезмерных ресурсов.

Если же существующий уровень неопределенности неприемлем (например, при изучении заболеваний, природных и техногенных катастроф), то активные исследования продолжаются до снижения ее до допустимого уровня.

Пример:

При стрельбе из пушки всегда существует неопределенность относительно точного места попадания снаряда (так называемое рассеивание снарядов). На полет снаряда влияет много факторов, как внешних, связанных с окружающей средой (температура, плотность воздуха, сила ветра и т.д.), так и внутренних, определяемых характеристиками орудия и снаряда, а также прицеливанием.

Развитие артиллерии шло по пути сокращения неопределенности за счет выявления и учета (а где возможно, то и управления) факторами, влияющими на полет снаряда.

Изначально точность определялась, по существу, только мастерством наводчика.

Со временем за счет стабилизации снаряда в полете, стандартизации и совершенствования технологии изготовления, развития прицельных приспособлений и т.д. неопределенность сокращалась (прежде всего, за счет уменьшения метрологической неопределенности).

В современных системах благодаря использованию электронных вычислителей учитывается большинство внешних и внутренних факторов, в том числе даже температура порохового заряда, износ канала ствола, начальная скорость снаряда при вылете из ствола и т.д.