Выделение экспериментальных переменных

Как мне кажется, из отчётов видно, что существенная часть проблемы заключается в

систематических и необходимых ограничениях научной работы всякий раз, когда дело доходит до её практического принятия различными группами практиков, работающих в весьма различных условиях. Это означает, что некоторые из проблемных ситуаций глубже, чем просто ведомственные стремления к центральному управлению, административные искажения или склонность к эстетически привлекательным, но неэкономичным показательным проектам. Даже при наилучших условиях опытные результаты и данные, полученные с экспериментальных участков исследовательских станций, далеки от того человеческого и естественного окружения, где, в конечном счете, они и должны найти своё приложение.

Исторически естественная деятельность научного сельскохозяйственного исследования в основном должна была сосредоточиться на экспериментах с перебором сельскохозяйственных культур, ставящих целью проверить урожайность различных разновидностей. Позже и другие переменные стали предметом исследования. Так, эксперименты могли определить производительность при различных почвах и разнообразных условиях влажности или определить, какой из гибридов противостоит полеганию или по условиям созревания допускает механическую уборку. Экологические исследования часто следовали тем же методам: выделяя одну за другой переменные, которые могли бы вносить вклад, скажем, в биологическую устойчивость некоторого сорта фруктов по отношению к определённому вредителю.

Выделение небольшого числа переменных величин, в идеале всего двух при контроле остальных, является ключевым принципом экспериментальной науки⁷⁴. Как процедура, этот принцип одновременно и ценен, и необходим для научной работы. Только при радикальном упрощении экспериментальной ситуации удаётся гарантировать однозначные, поддающиеся проверке, объективные и универсальные результаты⁷⁵. Один из первых основателей теории хаоса выразился следующим образом: «В физике имеется фундаментальное положение, что способ, с помощью которого вы понимаете мир, состоит в том, что вы не перестаёте разбирать его на составляющие, пока не дойдёте до тех, которые вы посчитаете действительно основополагающими. Тогда вы предполагаете, что другие пункты, которых вы не понимаете, – это детали. Допущение состоит в том, что имеется небольшое число принципов, которые вы можете распознать, разглядывая вещи в их чистом виде – в виде чисто аналитического понятия, – а когда приходится решать более сложные задачи, вы составляете их несколько более сложным образом. Если только можете»⁷⁶. В сельскохозяйственном исследовании управление всеми возможными переменными, кроме тех, которые находились под экспериментальным наблюдением, требовало нормализации таких переменных, как погода, состав почвы и окружающая природа, не говоря уже о допущениях, часто скрытых, относительно размера хозяйства, наличия трудовых ресурсов и желаний самих земледельцев. Конечно, больше всего приближалось к идеалу контроля «лабораторное исследование»⁷⁷. Однако даже экспериментальный участок на исследовательской станции был сам по себе радикальным упрощением. Он увеличивал до предела степень контроля «в пределах маленького и сильно упрощенного замкнутого пространства» и игнорировал всё остальное, оставляя его полностью бесконтрольным»⁷⁸.

Легко видеть, как удобно в пределах этой парадигмы подходили бы друг другу монокультурность и забота об урожайности. Монокультурность исключает все прочие культуры, которые могли бы усложнить проект, а забота о больших урожаях позволяет избегать тернистых оценочных проблем, которые определённо возникли бы, если бы целью были определённое качество или вкус. Научное лесоводство становится наипростейшим, когда оно заинтересовано только в коммерческой древесине, получаемой от определенного вида деревьев. То же самое можно сказать о научном сельском хозяйстве, когда оно решает вопрос наиболее эффективного пути получения максимального количества бушелей зерна от одного гибрида кукурузы с «нормированного» акра земли.

При движении от лаборатории до опытного участка на экспериментальной станции, а затем к полевым испытаниям на реальных фермах экспериментальный режим все более утрачивается. Ричардс обращает внимание на трудности исследователей в Западной Африке, заинтересованных в более практическом характере своих исследований, но все же желающих как-то ослабить экспериментальные условия. После обсуждения вопроса о том, каким образом отобранные для испытаний фермы сделать однородными, чтобы сообщать о результатах в единообразной форме, исследователи продолжали сетовать об экспериментальном контроле, который был потерян за пределами опытной станции. «Может оказаться трудным, - писали они, - повсеместно произвести посадку в течение нескольких дней и почти невозможным найти фермерские участки с одинаковой почвой». И продолжали: «Другие типы помех, такие, как нападения вредителей или плохой погоды, могут заставить выполнять иные процедуры»⁷⁹. Это, объясняет Ричардс, «полезное указание на одну из причин, в соответствии с которой «формальные» научно-исследовательские процедуры на опытных станциях, усиливая контроль всех переменных, кроме одной-двух при направленном исследовании, «пропускают главный» предмет беспокойства многих мелких фермеров. Основная забота фермеров – как справиться с этими сложными помехами и незапланированными явлениями. С точки зрения ученого (особенно в связи с потребностью обеспечить четкие результаты для публикации) экспериментирование на ферме оборачивается трудноразрешимой проблемой»⁸⁰.

На том уровне, где наука вынуждена одновременно иметь дело со сложным взаимодействием многих переменных, она начинает терять именно те характеристики, которые характеризуют её как современную науку. Даже объединение многих узких экспериментальных работ, являющихся исследованиями отдельных аспектов подобной сложности, в действительности не составят то же самое целое. Повторюсь – это не выпад против экспериментальных методов современного научного исследования. Любое обширное исследование, проведенное на ферме, которое не уменьшало бы сложности взаимодействий, могло бы показать, как это могут сделать фермеры, некоторый набор методов, давший «хорошие результаты», например, высокие урожаи. Но оно не было бы способно изолировать ключевые факторы, ответственные за этот результат. Мое исследование признает силу и полезность научной работы в пределах её сферы, а также признает её ограниченность в работе с теми проблемами, для которых её методы являются неподходящими.

Слепые пятна

Возвращаясь снова к примеру с поликультурным ведением сельского хозяйства, можно понять, почему учёные-агрономы могли бы иметь как научные, так и эстетические и ведомственные основания для его неприятия. Сложные формы ведения межкультурных посадок подбрасывают слишком много переменных в одну игру, чтобы можно было однозначно экспериментально установить причинно-следственные отношения. Известно, что некоторые методы ведения поликультурного хозяйства, особенно комбинированные посадки бобовых растений, удерживающих азот, с зерновыми культурами, весьма продуктивны, но очень мало известно о природе взаимодействий, порождающих эти результаты⁸¹. Мы наталкиваемся на проблемы, разбираясь в причинных связях, даже тогда, когда ограничиваем внимание одной переменной – величиной урожайности⁸². Если мы ослабим это ограничение фокуса и начнём рассматривать более широкий диапазон зависимых переменных, таких, как плодородие почвы, взаимосвязь с содержанием домашнего скота (фураж, удобрение навозом), совместимость с семейной рабочей силой и так далее, трудности сопоставления скоро станут не под силу научному методу.

Характер научной проблемы здесь аналогичен тому, что наблюдается в сложных физических системах. Изящно простые формулы механических законов Ньютона позволяют относительно легко вычислить орбиты двух небесных тел, как только нам даны их массы и расстояние между ними. Однако добавьте еще одно тело, и вычисление орбит, полученных в условиях взаимодействия всех тел, становится гораздо более сложным. Когда же взаимодействуют десять тел (это – упрощенная версия нашей солнечной системы)⁸³, причём никакие орбиты точно не повторяются, нет никакого способа предсказать расположение системы тел на долгое время вперёд. С каждой новой введенной переменной число разветвляющихся взаимодействий, которые нужно учесть, растёт в геометрической прогрессии.

Я думаю, что не погрешу против фактов, если скажу, что научное сельскохозяйственное исследование обладает свойством выбирать те сельскохозяйственные методы, которые лежат в пределах его мощных технологий. Максимальное увеличение урожаев чистых культур представляет собой один из методов, где его мощь может быть использована с максимальным преимуществом. С позволения ведомственной власти сельскохозяйственные специалисты, подобно ученым-лесоводам, упрощали окружающую среду такими способами, которые делали её послушной их системе знаний. Формы сельского хозяйства, которые соответствовали их модернистскому эстетизму и политико-административным интересам тоже, как оказалось, надёжно находились в границах их профессиональных научных занятий⁸⁴.

Как же быть с «беспорядком» вне царства экспериментального проектирования? Он может оказаться даже выгодным, когда усиливает желаемый эффект⁸⁵. Ведь а приори нельзя прогнозировать, какими здесь могли бы быть экспериментальные результаты, существенно то, что они полностью лежат вне экспериментальной модели.

Однако иногда эти результаты оказывались не только значительными, но и потенциально угрожающими. Впечатляющим примером периода между 1947 и 1960 годами было обширное повсеместное использование пестицидов, из которых самую дурную репутацию приобрел ДДТ. ДДТ распылялся для уничтожения популяций москитов, таким образом надеялись уменьшить распространение многих болезней, которые переносят вредители. Экспериментальная база для определения концентраций дозировки и условий применения, требуемых для уничтожения популяций москитов, была в значительной степени ограничена. В поле своего зрения модель была успешна: ДДТ убивал москитов и существенно уменьшал сферу распространения малярии и других заболеваний⁸⁶. Но, как мы с запозданием осознали, он имел также и губительные экологические последствия, поскольку осадок, оставшийся его после применения, поглощался организмами по цепям питания, звеньями которых являлись, конечно, и люди. Последствия использования ДДТ и других пестицидов в почве, воде, для рыб, насекомых, птиц и другой фауны настолько сложны, что мы всё еще не исчерпали их до конца.

Слабое периферийное зрение

Часть проблемы состояла в том, что побочные эффекты постоянно множились. Действие первого порядка – скажем, уменьшение или исчезновение местной популяции насекомых – вело к изменениям среди цветущих растений, что меняло среду обитания для других растений, грызунов и так далее. Другая часть проблемы была в том, что результаты действия пестицидов на другие виды были исследованы только при экспериментальных условиях. Хотя применение ДДТ и шло при реальных полевых условиях, как указала Карсон, ученые и понятия не имели, что интерактивные действия пестицидов появлялись тогда, когда они соприкасались с водой и почвой и действовали под влиянием солнечного света.

Мне думается, что осознание этих результатов взаимодействия, появившееся вне областисамой научной парадигмы, является и интересным, и симптоматическим. А именно, оно появилось, когда люди постепенно осознали, что количество певчих птиц заметно уменьшилось. Тревога общественности по поводу того, что перестало случаться по ту сторону окон, привело в конечном счете (при помощи научного исследования) к изучению, каким образом концентрация ДДТ в органах птиц привела к хрупкости яичных скорлупок и остановке в воспроизводстве потомства. Это расследование в свою очередь стимулировало множество связанных между собой исследований последствий использования пестицидов и, в конечном счете, к законопроекту, запрещающему использование ДДТ. В этом случае, как и в других, сила научной парадигмы потерпела поражение из-за проигнорированных внеэкспериментальных условий, которые, как это и произошло в данном случае, нанесли ответный удар.

Логика агроэкономического анализа сельскохозяйственной эффективности и прибыли также утверждает свою власть с помощью сужения поля зрения. Его инструменты используются с наибольшим преимуществом в исследовании микроэкономики фермы как фирмы. На основе своих заведомо упрощающих предположений относительно текущих производственных затрат, вложений, погоды, использования трудовых резервов и цен агроэкономический анализ может показать, насколько рентабельным или нерентабельным может оказаться использование конкретных механизмов, покупка ирригационного оборудования или взращивание той культуры, а не другой. Такие исследования, а также маркетинг, хотели продемонстрировать масштабную экономику, достижимую с помощью больших высококапитализированных и высокомеханизированных производств. За пределами этой узкой перспективы остаются сотни соображений, которые непременно берутся в скобки, в манере, подобной той, которая использовалась в экспериментальной науке. Но здесь, в агроэкономическом анализе, люди, принимающие подобный взгляд на вещи, имеют политическую возможность, по крайней мере, в ближайшее время не нести экономическую ответственность за обширные и очень устойчивые последствия их логики. Образ сельского хозяйства в Соединенных Штатах был чётко обрисован в экономическом представлении Конгрессу в 1972 году.

Только в прошлом десятилетии было уделено серьезное внимание тому факту, что большая сельскохозяйственная фирма... способна достичь определенных выгод, реализуя некоторые затраты. Неудобства крупномасштабной деятельности в значительной степени лежат за пределами управленческой структуры большой хозяйственной фирмы. Проблемы утилизации отходов, контроля загрязнения среды, добавочных расходов на коммунальное обслуживание, ухудшения сельских социальных структур, уменьшения налогооблагаемой базы и политических последствий концентрации экономической власти обычно не рассматривались фирмой, как крупномасштабные затраты. Они, несомненно, перекладываются на общество в целом. Теоретически крупномасштабная деятельность должна позволять фирме иметь широкий диапазон как расходов, так и выгод внутри её собственной структуры принятия решений. На деле экономическая и политическая власть, сопутствующая крупномасштабному производству, испытывает постоянную тяготение к большим фирмам, чтобы извлекать выгоду и перекладывать затраты⁸⁷.

Другими словами, хотя деловые аналитики сельскохозяйственных фирм и имеют слабое периферийное зрение, политическое влияние, которым обладают такие фирмы, как индивидуально, так и сообща, могут помочь им избежать неожиданных ударов.

Близорукость

Почти все исследования, ставящие целью оценить новые решения, приносящие прибыль фермерам, – эксперименты, которые длятся один или, самое большее, несколько сезонов. Безусловно, логика, лежащая в основе подобного исследовательского проекта, состоит в том, что отдаленные эффекты не будут противоречить ближайшим результатам. Вопрос временной перспективы исследования вполне значим даже для тех, для кого вопрос максимального увеличения урожаев является чашей Грааля. Пока они заинтересованы исключительно ближайшими доходами от урожаев, независимо от того, какими будут последствия их деятельности, их внимание должно быть направлено на проблему надёжности или на доход Хикса. Возможно, наиболее существенное фактическое различие будет не между теми, кто проектирует сельскохозяйственную политику, помня о культурных и социальных задачах (таких, как сохранение семейной фермы, ландшафта или его разнообразия), и теми, которые хотят максимально увеличить производство и прибыль, а скорее между производителем, заинтересованным в ближайшем доходе, и производителем, имеющем долгосрочные планы. В конце концов, беспокойство об эрозии почвы и снабжении водой реже мотивировалось сохранением окружающей среды, чем беспокойством о надёжности производства.

Краткосрочная ориентация в изучении сельскохозяйственных культур и фермерской экономики приводит к исключению отдаленных результатов, которые интересуют производителей. Многие из претензий к поликультурному хозяйству, например, указывают на его чрезмерную длительность как системы производства. При испытании поликультурных посадок в течении двадцати или более лет, как предложил Стивен Марглин, можно было бы вполне получить выводы, весьма отличные от полученных по испытаниям продолжительностью в сезон или два⁸⁸. Так что очень может быть, что работа фермеров по открытому опылению и селекции, в противоположность гибридизации, позволила бы вывести культуры, примерно сравнимые по урожайности с лучшими гибридами и даже превосходящие их во многих других отношениях, включая доходность⁸⁹. Прибыль (на бумаге) от научно организованных монокультурных лесов, как мы теперь понимаем, была достигнута в значительной степени за счёт здоровья и производительности леса. Можно быть, следовало бы (так как большинство ферм – семейные предприятия) более внимательно исследовать стабильную экономику, которая принимала бы за аналитическую единицу времени полный цикл одного поколения семьи⁹⁰. Кажется, ничто в логике самого научного метода не требует, чтобы главным вопросом была ближайшая перспектива; скорее даже кажется, что такая перспектива является ответом на ведомственное и, возможно, коммерческое давление. С другой стороны, потребность выделить только несколько переменных при предположении постоянства всего остального и игнорировании побочных эффектов взаимодействия, лежащих вне экспериментальной модели, вполне определенно вписаны в научный метод. Это является условиями ясности, которой научный метод достигает в пределах своего поля зрения. Взятые вместе, части пейзажа, закрытые в результате действующей научной практики слепым пятном, периферическим и отдаленным зрением, составляют внушительную часть реального мира.