Смена геосинклинальной теории тектоникой плит как научная революция

В. Леглер в своей книге «Научные революции при социализме» Леглер В. Научные революции при социализме. Интернет-журнал Соционавтика «http://socionavtika.narod.ru» применил к анализу борьбы мобилистов и фиксистов идеи, изложенные в работах Т. Куна по истории науки, а именно, следующие понятия Куна в том значении, в котором они используются в его книге «Структура научных революций» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977: научное сообщество, парадигма, аномалия, кризис парадигмы, научная революция, нормальная наука.

Согласно Куну, в основе любой зрелой науки лежит парадигма — некоторая совокупность знаний.

«Которая в течение некоторого времени признается определенным научным сообществом как основа для его дальнейшей практической деятельности… и включает закон, теорию, их практическое применение, и необходимое оборудование» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 28−29.

Парадигма, по Куну, представляет собой, во-первых, сумму интеллектуальных ценностей, вокруг которой объединяется данное научное сообщество, и, во-вторых, аппарат, позволяющий сформулировать, а затем решать частные научные проблемы.

В.Леглер приводит несколько высказываний, в которых различные ученые оценивали роль геосинклинальной теории в геологии:

«В настоящее время учение о геосинклиналях представляет собой общепринятую базу, без которой невозможно обойтись при решении проблем широкого значения почти в любой отрасли геологии» Хомизури Г. П. Развитие понятия «геосинклиналь». М., Наука, 1976, с. 179.

«Эволюция геосинклинальной теории в значительной степени отображает собой основное содержание тектоники на протяжении всего ее существования» Хомизури Г. П. Развитие понятия «геосинклиналь». М., Наука, 1976, с. 8. .

Из сопоставления этих высказываний с куновским определением парадигмы ясно видно, что в течение многих десятилетий геосинклинальная теория выполняла роль парадигмы в геотектонике и геологии. На ее основе ставились и решались многочисленные задачи нормальной науки и примеры такого ее использования приведены выше. В течение 1-й половины XX в. геосинклинальная теория успешно справлялась с задачами, которые геологическая практика ставила перед наукой, включая прогноз полезных ископаемых. Но где-то с 50-х годов она стала входить в состояние, которое Кун называет кризисным.

Основной симптом кризиса — это наличие аномалии, т. е. явления природы, существование которого не предполагается парадигмой или даже противоречит ей. Аномалии существуют практически всегда в каждой науке и их преодоление в рамках имеющейся парадигмы и есть задача нормальной науки. Кризис вызывают лишь такие аномалии, которые в течение долгого времени не поддаются попыткам ученых включить их в парадигму, другими словами кризис появляется, когда парадигма перестает выполнять свои функции по решению возникающих проблем. Не всякая аномалия способна вызвать кризис, а лишь та, которая занимает в данной науке достаточно заметное, место.

В данный период геосинклинальная парадигма содержала, по крайней мере, две крупные области аномалий. Первую из них составляли те, уже известные нам, группы фактов, которые служили источником мобилистских выводов. Их приходилось только отрицать, поскольку объяснения им с геосинклинальных позиций не имелось. Особенно неудобными были те факты, которые свидетельствовали в пользу континентального дрейфа. А их число в это время значительно возросло. Вторая аномальная область складывалась из нарастающего потока сведений о геологии дна океанов. Например, в океанах была открыта колоссальная система срединно-океанических хребтов, рассеченных узкими долинами (рифтами), что совершенно никак не предусматривалось геосинклинальной теорией.

«Рифты… были явлением для теоретиков крайне неудобным и, что называется, не лезли ни в какие ворота. Настоящий геологический казус. И вот вдруг обнаруживается, что нечто подобное этому казусу буквально оплетает весь Мировой океан. Досадное исключение масштабнее самого правила, и еще неизвестно, что же из них причуда природы» Юдасин Л. С. Уйти, чтобы вернуться. М., Советская Россия, 1981, с. 144.

Кун описал ряд симптомов, характерных для науки, находящейся в состоянии кризиса, и все они соблюдаются в нашем случае.

Один из них — необычайные трудности в ясной формулировке теории Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 106. Действительно, накопленный геологами колоссальный фактический материал не позволял формулировать теорию столь же ясно, как, скажем, в 40-х годах. Все время возникали исключения, нетипичные варианты, противоречия и сомнения. К тому же, не удавалось построить удачную физическую модель геосинклинальных процессов.

Согласно Куну, в период кризиса происходит резкое возрастание профессиональной неуверенности, вследствие того, что парадигма теряет способность решать практически задачи. В нашем случае это проявлялось в колебании геологов при использовании геосинклинальной классификации, в бесконечных дискуссиях, является ли тот или иной природный объект миогеосинклиналью, срединным массивом, активизированной платформой или принадлежит еще к какому-то классу из сотен, имеющихся в языке геосинклинальной теории. Особенно ярко это проявлялось при сопоставлении тектонических карт, составленных разными авторами на одну и ту же территорию. Появление, с ростом геологических знаний, все новых объектов, не укладывающихся в общепринятую геосинклинальную классификацию, вело к отмеченному выше хаотическому росту числа терминов. Одновременно существовали сотни терминов, толкуемых по-разному, несмотря на многочисленные попытки их унифицировать и упорядочить, и многие термины применялись лишь один раз, поскольку в природе им соответствовал лишь единичный объект. Фактически, единая геосинклинальная теория в это время уже раздробилась на множество вариантов, многие из которых имели не более одного сторонника. «Такое быстрое умножение вариантов теории есть весьма обычный симптом ее кризиса» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 102.

По Куну, борьба конкурирующих гипотез во время кризиса напоминает ранний период развития науки, когда еще не имеется разработанных парадигм:

«Исследование во время кризиса имеет очень много сходного с исследованием в допарадигмальный период, за исключением того, что в первом случае затруднительных проблем несколько меньше, и один более точно определены» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 119.

Эти слова могут служить прямо-таки портретом тектоники в рассматриваемый период. Конкуренция многочисленных, часто незрелых тектонических гипотез (о чем речь шла выше), распадение геосинклинальной теории на множество вариантов рождали ощущение, что никакой общей теоретической платформы в геологии не имеется. Оно выразилось в крылатой фразе: «Тектоника — это сумасшедший дом».

Далее Кун утверждает, что отсутствие общепринятой парадигмы вообще ставит под сомнение существование данной науки и говорит: «Без предписаний парадигмы не может быть никакой нормальной науки» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 138. Поэтому во время кризиса, как и в допарадигмальный период «все члены научного сообщества будут заниматься наукой, но совокупный результат их усилий едва ли будет иметь сходство с наукой вообще» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 139.

Любопытно, что самоощущение геологов в 60-е годы совпадало с этим выводом. В то время в коридорах институтов и у экспедиционных костров постоянно вспыхивали стихийные дискуссии на тему: «Наука ли геология?». Сравнивая геологию с точными науками или биологией, они спрашивали «Где ваша теория? Где ваши законы?», т. е. использовали ту же логику, что и Кун. Этот вывод был сформулирован в известной поговорке «Геология не наука, а образ жизни».

Теперь посмотрим, какова, по мнению Куна, типичная реакция научного сообщества на аномалию и кризис:

«Открытие начинается с осознания аномалии… Это приводит затем к более или менее расширенному исследованию области аномалии. И этот процесс завершается лишь тогда, когда парадигмальная теория приспосабливается к новым обстоятельствам таким образом, что аномалии сами становятся ожидаемыми» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 80.

Мировая геология повела себя в полном соответствии с этим правилом. Две основные аномалии геосинклинальной теории — проблемы мобилизма и строение океанического дна — оказались в центре ее внимания, и объем исследований в этих направлениях непрерывно возрастал. Далее, по Куну, события могли развиваться согласно одному из трех вариантов:

«Все кризисы заканчиваются одним из трех возможных исходов. Иногда нормальная наука в конце концов доказывает свою способность разрешить проблему, порождающую кризис… В других случаях … проблема оставляется в стороне в наследство будущему поколению… Наконец, возможен случай… когда кризис разрешается с возникновением нового претендента на место парадигмы» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 119.

Что касается советской геологической науки, то представляется необходимым отметить, что поведение советских геологов в целом отличалось от того поведения, которое предписывалось куновскими правилами и было свойственно их коллегам во всем мире. Наличие аномалий и кризиса не было официально признано советской наукой. Считалось, что геосинклинальная теория стоит на верном пути к будущей всеобъемлющей геологической теории, хотя этот путь еще очень долог, вследствие большой сложности проблем и слабой изученности Земли. Даже значительно позднее, в 1974 году, в юбилейной статье, написанной группой ведущих советских геологов к 250-летию Академии наук, еще говорилось:

«Одним из краеугольных камней современной теоретической геологии является учение о геосинклиналях… Оно ныне тесно переплетается с теорией оболочек Земли вообще. В связи с этим, возникают новые проблемы и новые трудности. Но это никакого отношения не имеет к так называемому кризису в геологии, как иногда пишут» Геотектоника, 1974, № 3, с. 27, 35.

Подобных высказываний можно привести множество. В целом геосинклинальная теория считалась успешно работающей. Наличие серьезных аномалий не было осознано. Исследования в области геологии океанов проводились в СССР в очень ограниченном объеме, сведения, поступающие из-за рубежа, не вызывали большого интереса и проблемы строения океанов не стояли в центре внимания советской геологии. Формально океаны были включены в геосинклинальную парадигму с помощью терминов типа «талассократон», «георифтогиналь» или «океаническая подвижная область», но реальных попыток осознать новые открытия не предпринималось. Факты, свидетельствующие в пользу мобилизма, считались не аномалией, а заблуждением. Дрейф континентов отвергался категорически и, эта проблема не считалась заслуживающей изучения. Более того, мы видели, что была сделана энергичная попытка вообще уничтожить факты, свидетельствующие в пользу мобилизма.

В советской литературе с удовлетворением отмечалось, что после 40-х годов лидерство в дальнейшем развитии геосинклинальной теории перешло от зарубежных геологов к советским:

«В результате возросшего уровня теоретических построений ученых нашей страны советские геологи за сравнительно короткий период (уже к концу 30-х годов) заняли ведущее место в мире в разработке различных проблем учения о геосинклиналях и в первую очередь — самого понятия геосинклиналь»" Хомизури Г. П. Развитие понятия «геосинклиналь». М., Наука, 1976, с. 77.

Может быть, к этому следует добавить, что зарубежные ученые развивали эту теорию в ее наиболее продуктивный, успешный период, а советские приняли лидерство как раз в то время, когда теория стала входить в нарастающий кризис и становиться все менее перспективной.

Это позволяет нам сделать следующие выводы: в середине 60-х годов геология имела парадигму, находившуюся в состоянии кризиса. Геологи большинства стран мира поступали согласно куновским правилам, т. е. осознавали наличие кризиса и успешно исследовали аномальные области. В отличие от них советские геологи вели себя не предусмотренным этими правилам образом: они не признавали наличия кризиса, не обращали внимание на аномалии и даже пытались ликвидировать аномальную область. Эти отличия в поведении научных сообществ были существенными, и в дальнейшем при появлении плитной тектоники, повлекли за собой значительные последствия.

Сегодня факт тождественности тектоники плит с научной революцией почти общепризнан и не нуждается в доказательствах. Тем не менее, я приведу систематическое сопоставление изложенных событий с типовой моделью научной революции, т.к. это понадобится нам в дальнейшем.

Необходимым условием для научной революции должен быть кризис предшествующей парадигмы, который, как мы видели в предыдущем разделе, в это время имелся в геологии в очень яркой форме. Тектоника плит смогла удовлетворительно разрешить создавшиеся кризис — она сумела дать объяснения новым открытиям в океанах и давно известным мобилистским явлениям. Она сумела выполнить главное условие, которое требуется от научной парадигмы — служить теоретической базой для последующей нормальной науки, что доказано, поскольку тектоника и геология в целом вот уже 15 лет успешно развиваются на ее основе. Все многочисленные тектонические гипотезы прошлого отменены, за исключением тех, которые вошли в плитную тектонику как составные части. Вот как Кун формулирует два наиболее важных требования к новой парадигме:

«Во-первых, новый кандидат должен, по-видимому, решать какую-то спорную и в целом осознанную проблему, которая не может быть решена никаким другим способом. Во-вторых, новая парадигма должна обещать сохранение в значительной мере реальной способности решения проблем, которая накопилась в науке благодаря предшествующим парадигмам. Новизна ради новизны не является целью науки» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 222.

Как выполнено первое условие, мы уже видели. Что касается второго, то: «Новая теория вовсе не противостояла позитивным геологическим знаниям, собранным за все время существования геологии как науки. Наоборот она органически впитала их в себя и дала им новое звучание» Океанология. Геофизика океана, т. 2. Геодинамика, М., Наука, 1979, с. 6.

Помимо соблюдения главных законов научной революции, с удивительной правильностью выполняется множество более мелких закономерностей, отмеченных Куном. Например, лица, предлагающие новую парадигму, характеризуются так: «Ученый, предлагающий нового кандидата в парадигму — обычно молодой человек или человек новый в данной области» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 218. А вот, что говорится о возрасте авторов тектоники плит:

«С некоторых пор „студенты“ обрели в науке решающие голоса… Неукротимое омоложение не миновало и науку. Никого больше не удивляло, когда крупным авторитетом в той или иной области приходилось считать… длинноволосого акселерата с едва пробивающейся бородой… Но даже на таком фоне появление к началу 70-х годов сразу целой плеяды молодых исследователей-неомобилистов, работы которых привлекли к себе внимание мировой науки, следует расценивать как факт феноменальный. Каждому из них тогда было не более двадцати пяти. Люди разных национальностей, они исповедовали одну „веру“ — тектонику плит» Хомизури Г. П. Развитие понятия «геосинклиналь». М., Наука, 1976, с. 275. .

В момент совершения своих открытий Вайн был аспирантом, Таня Этвотер — студенткой, Ле Пишону не было и 30 лет, так же как и Дьюи и т. д. Что же касается правила «людей новых в данной области», то его выполнение в нашем случае даже ставилось плитной тектонике в вину.

По Куну новая парадигма появляется не сразу в законченном виде, а постепенно, сначала в виде незрелых, уязвимых для критики вариантов. Эти первые варианты привлекают ученых сначала по эстетическим соображениям (простота, ясность, красота теории) Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 205.

Ученые, склонные к «эстетическим» оценкам, играют важную роль в обсуждении на этом этапе. Изящество новой теории перевешивает для них ее пока очевидные слабости. Эта ситуация дословно воспроизвелась, например, в развитии идеи дрейфа континентов. Хотя она до определенного момента сталкивалась с непреодолимыми трудностями физического и геометрического характера, красота самой идеи и получающихся частных результатов побуждали некоторых ученых продолжать разрабатывать ее в ситуации, казавшейся безнадежной. Уже говорилось, что в триумфальном распространении тектоники плит ее эстетическая привлекательность играла не последнюю роль. Можно вспомнить, что статья Хесса, в которой впервые излагалась гипотеза спрединга, была самохарактеризована как «опыт в геопоэзии».

Тем не менее, главное значение в принятии новей парадигмы имеют научные аргументы. Здесь важна предсказующая способность новой парадигмы, возможность использовать для ее поддержки данные из других областей исследования. Оказывается именно в них «могут быть развиты особенно убедительные аргументы, если новая парадигма допускает предсказание явлений, о существовании которых совершенно не подозревали, пока господствовала старая парадигма» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 203. Такими соседними областями, откуда поступили аргументы в пользу тектоники плит, явились, например, палеомагнетизм, палеонтология, сейсмология, палеоклиматология и т. д.

В первые же годы существования тектоники плит на ее основе было выполнено несколько эффектных предсказаний. Например, концепция спрединга предполагает строго определенный возраст базальтового ложа океана в каждой точке мирового океана. Строго определенным должно быть распределение осадков в мировом океане — их толщина и возраст нижних слоев должны были закономерно увеличиваться от осей срединных хребтов к океанским берегам, при этом возраст осадков должен быть также везде строго определенным и нигде не должно быть осадков более древних, чем юрские. В момент формулировки этого прогноза о возрасте дна океанов и распределении океанических осадков не было совершенно ничего известно.

Все эти требования, предъявляемые природе, казались настолько невыполнимыми и фантастическими с точки зрения традиционной геологии, что противники тектоники плит скептически спрашивали, ну, а что вы будете делать дальше, когда на дне океанов окажется докембрий? (породы, во много раз древнее юрских). С 1968 года начала осуществляться программа глубоководного океанического бурения, и за последующие несколько лет все эти предсказания полностью подтвердились даже в деталях. В работе «Океанология» Океанология. Геофизика океана, т. 2. Геодинамика, М., Наука, 1979, с. 6−8. приводится ряд других успешных предсказаний: предположение Вильсона о направлении смещений по трансформным разломам; предположение ряда исследователей о толщине литосферных плит в океанах; об «обратной» фокальной сейсмической зоне в островных дугах и др. Чрезвычайно эффектным было подтверждение теоретического предположения Сорохтина и Лобковского о затягивании осадков в зону субдукции без их деформации, крайне мало правдоподобного с точки здравого смысла. Через несколько лет это удалось непосредственно увидеть на сейсмических профилях через островные дуги.

Смена парадигмы — не просто принятие некоей новой теоретической концепции. Она означает глубокие изменения во всей области, которую она захватывает:

«Когда парадигма изменяется, обычно происходят значительные изменения в критериях, определяющих правильность, как выбора проблем, так и предлагаемых решении… Некоторые старые проблем могут быть переданы в ведение другой науки или объявлены совершенно „ненаучными“. Другие проблемы, которые были прежде несущественными или тривиальными, могут с помощью новой парадигмы сами стать прототипами значительных научных достижений» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 149, 142.

Ограничимся одним примером из возможного бесконечного множества. С появлением тектоники плит утратили смысл многочисленные тектонические исследования, целью которых было найти место для изучаемого района в геосинклинальной классификации. Наоборот, только после ее появления приобрели значение исследования в области геометрии плитных движений, определения полюсов вращения, угловых и линейных скоростей и т. д. Близко к этому стоит такое замечание Куна:

«Один из важнейших аспектов любой революции состоит… в том, что некоторые из отношений сходства изменяются. Объекты, которые до революции были сгруппированы в одну и ту же систему, группируются после нее в «различные системы и наоборот» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 261.

В нашем случае простейший пример этого такой: в «геосинклинальной» геологии одним из важнейших предметов анализа служила система объектов, называемая «разрез» и означавшая последовательность пластов разного возраста, лежащих друг на друге в одном месте. В тектонике плит значение разреза гораздо меньше, поскольку пласты, относящиеся совершенно к разным событиям, могут чисто случайно лежать друг на друге. В то же время предметом внимания является совокупность объектов одного возраста, расположенных на обширной площади и образующих, например, «палеозойскую островную дугу». В одну систему входят тектонические события на одной стороне какой-либо плиты — в срединном хребте, и на другом ее конце за 10 тыс. км — в островной дуге, в систему, которая раньше не имела бы никакого смысла. Другой пример: в доплитной геологии основными подразделениями земной поверхности были материки и океаны, теперь ими стали плиты, причем в одну плиту могут входить участки разных материков и океанов и наоборот.

Еще один аспект той же проблемы: многие понятия, существовавшие в старой парадигме, сохраняются к в новой, но при этом требуется перевод со старого языка на новый язык Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 264−265. Это явление происходило и в нашем случае, например, при переводе старой геосинклинальной терминологии на новый плитный язык:

«В этой новой трактовке миогеосинклинали выступили как континентальные окраины с их шельфом, склоном и подножьем; эвгеосинклинали — как бывшие океанические бассейны с корой, образовавшейся с срединно-океанических хребтах; геоантиклинали — как островные дуги, а срединные массивы — как микроконтиненты» Океанология. Геофизика океана, т. 2. Геодинамика, М., Наука, 1979, с. 31.