Земля как обсерватория: климатический мониторинг и STS

Midwestern USA at Night with Aurora Borealis — NASA Earth Observatory. Источник: Wikimedia Commons.

В своей книге Reading the Skies (2001) историк науки Владимир Янкович описывает метеорологию как науку, которая производится внутри собственного объекта: исследователи наблюдают за атмосферой, в которой сами находятся. Эта характеристика верна в отношении едва ли не всех наук о Земле, а также для многих социальных наук. Их общей особенностью является “полевой”, а не лабораторный характер — не имея возможности ставить эксперименты в контролируемых условиях, климатологи и их коллеги полагаются на полевые наблюдения и моделирование. В историко-научной литературе “полевыми” называются дисциплины, исследующие такие объекты, которые невозможно изолировать от окружающей среды по практическим, техническим или этическим причинам и поэтому нельзя изучать в лаборатории. Такие явления и процессы приходится исследовать, буквально находясь внутри них — будет ли это атмосфера Земли, океан, лесная экосистема или национальная экономика. Это обстоятельство ставит перед полевыми науками специфические проблемы в области эпистемологии и социальной организации знания.

Экспериментальные исследования генерируют относительно точное и воспроизводимое знание, так как в лаборатории можно создать ситуацию «при прочих равных условиях» и проверить каузальные гипотезы путем контролируемого воздействия на исследуемый объект. Напротив, в полевых науках подобная ситуация недостижима: они имеют дело с явлениями, которые никогда не повторяются в точности, поэтому наблюдение за ними является значительно более персонализированным. Иначе говоря, если воспроизводимость эксперимента позволяет абстрагироваться от экспериментатора, то из наблюдения невозможно полностью устранить наблюдателя. Как пишет философ науки Марсель Буманс, «полевые» и «лабораторные» стандарты объективности отличаются друг от друга (при явном доминировании последних). Знание, полученное в поле, является «персоналистическим»: оно отражает уверенность отдельного разумного индивида в истинности конкретного утверждения, а не «объективную» закономерность, обнаруживаемую в повторяющихся явлениях (терминология принадлежит теоретику статистики Леонарду Сэвиджу). К последнему типу явлений относятся и «лабораторные события», как называет их Буманс. Не имея возможности полностью элиминировать присутствие наблюдателя в силу неповторимого характера наблюдаемых явлений, полевые науки стремятся сделать этого наблюдателя подотчетным. Наблюдения персонализированы, и тем важнее продемонстрировать, что персона наблюдателя заслуживает доверия, а для этого требуются специфические институты и инфраструктуры.

Как пишут Хенрика Куклик и Роберт Колер, составители специального номера журнала Osiris, посвященного полевым наукам, чтобы сделать свои отчеты о наблюдениях за единичными явлениями убедительными для аудитории, не имеющей опыта этих наблюдений, ученые-«полевики» используют общекультурные ресурсы и конвенции. В рамках этой логики можно описать развитие современной метеорологии.

В XVIII веке из собрания нарративных «метеорических репортажей», рассказывающих об уникальных небесных явлениях, она трансформировалась в науку о регулярных погодных процессах, поддающихся статистическому анализу. Важную роль в этой трансформации сыграла практика систематического ведения погодных дневников, которой занимались представители европейских средних классов, имевшие возможность купить термометр или барометр. Культура самодисциплины позволила сделать более дисциплинированными и наблюдения за природой. Это произошло во многом благодаря погодным дневникам — новой форме самоотчета наблюдателя, делающей подотчетными его или ее наблюдения. Литература о полевых науках в STS, истории и философии науки содержит массу подобных примеров, когда эпистемологические проблемы полевого наблюдения в различных дисциплинах находят социальные или социо-технические решения.

Эпистемологические проблемы и социо-технические решения

Полевая станция для изучения формирования вихрей. Источник: University of Hohenheim,

Пример из истории метеорологии иллюстрирует более общую закономерность — новые научные предприятия легитимируют себя за счет заимствования устоявшихся конвенций и культурной апроприации. Если в систематизации метеорологических наблюдений важную роль сыграла культура ведения дневниковых записей, то для легитимации лабораторных экспериментов решающее значение имела принадлежность первых экспериментаторов к дворянству и культуре дворянской чести (в обоих случаях речь идет об Англии XVII-XVIII вв.). Тем не менее, как пишут Куклик и Колер, по мере институционализации лабораторной науки значение такого рода культурных заимствований уменьшается. Исторически лаборатории быстро становятся закрытыми пространствами, доступ в которые предоставляется лишь ограниченному кругу акторов, владеющих специализированными знаниями и навыками. Напротив, полевая наука остается открытой, поскольку «поле» является публичным пространством, доступ к которому имеют не только ученые, но и любители: волонтеры-аквалангисты, помогающие океанологам; «копатели», работающие с археологами; экологи-любители, фиксирующие изменения экосистем с помощью фотосъемки; и просто обыватели, участвующие в проектах по краудсорсингу метеорологических данных. Эти обстоятельства отражаются и на социальной композиции лабораторных и полевых наук: первые являются социально гомогенными и генерируют устойчивые субкультуры, а для вторых характерен крайне разнородный социальный состав и отсутствие сильной корпоративной идентичности.

Размытость границы между профессионалами и любителями в полевых науках также препятствует установлению жестких ограничений на доступ к этой деятельности. В отличие от лаборатории, «поле» никогда не станет исключительно научным пространством хотя бы потому, что полевые ученые часто зависят от своих союзников на местах, будут ли это проводники в экспедициях, правительства тех стран, на территории которых ведется исследование, или брокеры, обеспечивающие ученым доступ к полю. С другой стороны, неопределенность исследовательской идентичности сделала полевые науки привлекательным каналом для профессиональной мобильности. Как пишут Куклик и Колер, с одной стороны, культ «героической полевой работы», свойственной некоторым полевым дисциплинам — от геологии до антропологии — способствовал закреплению гендерных стереотипов, связанных с мужской ролью первопроходца и первооткрывателя от Миклухо-Маклая до полковника Курца. С другой стороны, именно полевые науки зачастую были более открытыми для женщин, которые добивались в них небывалых высот. Куклик и Колер приводят примеры Энни Александер, создавшей калифорнийский музей зоологии позвоночных, и Гертруды Катон-Томпсон, сделавшей блестящую карьеру в области археологии. Наконец, «подвешенность» статуса полевых наук ослабляла не только гендерные, но и классовые ограничения. Так, в XIX веке для многих американских биологов полевая работа на Западе была способом построения карьеры «в обход» академического истеблишмента Восточного побережья.

Мониторинг, моделирование, память

Результаты климатического мониторинга. Источник: Mueller et al. 2011.

Социальная гетерогенность и неопределенность статуса полевых наук делает возможным большое разнообразие конкретных решений проблемы подотчетности наблюдений, но при этом исключает универсальное решение. Кроме того, несмотря на все разнообразие «полей» и акторов, претендующих на доступ к ним, размытость границы между профессионалами и любителями не способствует престижу полевых наук по сравнению с науками лабораторными — именно последние задают стандарт научной объективности. Эти обстоятельства потребовали от полевых наук поиска более надежных решений своих эпистемологических проблем, и такие решения были найдены в техниках мониторинга и моделирования.

По выражению Бруно Латура, «технологии — это общество, ставшее длительным». Материальная инфраструктура порой способна заменять недолговечную социальную связь, так что при решении проблемы объективности и подотчетности можно положиться не на конвенции, а технологии. Полевые науки всегда зависели от инфраструктуры — экспедиции в «поле» являются крупными логистическим проектами, требующими существенных затрат времени и ресурсов. Поэтому, выражаясь по-веберовски, можно сказать, что полевые науки и империалистическая экспансия объединены «избирательным сродством». Как пишут Куклик и Колер, полевые дисциплины особенно бурно развивались в викторианскую эпоху, чьей характерной чертой были масштабные обследования — топографические, геологические, но также и социальные, и медицинские; в последнем случае «полем» для исследователей служили городские трущобы или индустриальные фабрики. Наиболее ярким примером этого избирательного сродства являются океанология и физика атмосферы, т.к. они тесно связаны с решением прикладных проблем, имеющих военное значение, и зависимы от технической инфраструктуры, обслуживающей оборонные задачи.

С другой стороны, в науках о Земле полевые наблюдения не исключают, а предполагают активное вмешательство в свой объект. Чтобы они могли состояться, само “поле” должно быть преобразовано: например, сбор метеорологических данных предполагает развёртывание сети наблюдений, включающей геофизические обсерватории, метеорологические “мачты”, научно-исследовательские суда, дроны, спутники и т.д. Объективность наблюдений достигается за счет инфраструктуры, которая позволяет заранее планировать дизайн и количество наблюдений и даже изолировать определенные аспекты наблюдаемого феномена — например, с помощью систематического мониторинга конкретных параметров окружающей среды или климата. Систематический характер наблюдения приближает его к повторяющимся «лабораторным событиям», а стандартизация процедур позволяет перевести проблему доверия к наблюдателю в вопрос доверия к безличным процедурам и методикам.

В этом ряду к мониторингу примыкает моделирование — например, симуляционное моделирование истории климата Земли. Моделирование — это следующий шаг в процессе обезличивания наблюдений, в ходе которого фокус доверия смещается от людей к цифрам. Компьютерные модели становятся “виртуальными лабораториями” климатологов, так как позволяют манипулировать различными параметрами и воспроизводить логику эксперимента. Как выразился историк Пол Эдвардс, все, что мы знаем о мировом климате — его прошлом, настоящем и будущем — мы знаем из моделей. Без компьютерного моделирования мониторинг теряет смысл, поскольку данные необходимо обрабатывать и анализировать.

Глобальная инфраструктура климатического знания держится на трех китах — мониторинге, моделях и памяти, то есть архивах исторических данных, необходимых для повторного анализа и симуляционного моделирования. Однако ни мониторинг, ни моделирование не способны полностью элиминировать «человеческий фактор»: модели нуждаются в калибровке и интерпретации, тем самым создавая пространство для экспертного суждения. Стремление к объективности и подотчетности через обезличивание наблюдателя неизбежно сталкивается с необходимостью личного участия и вовлеченности, а материальная инфраструктура оказывается не столь долговечной без поддержки экспертного сообщества и его конвенций. Впрочем, это никак не противоречит Латуру — социальные и технические элементы, объединенные в рамках единой сети, оказываются сильнее, чем взятые по отдельности.

Таким образом, невозможность эксперимента в полевых науках приводит к необходимости моделирования, а невоспроизводимость наблюдений — к необходимости создания огромной и дорогостоящей инфраструктуры для мониторинга, моделирования и хранения данных. В отличие от атмосферы, у климатологии “долгая” память.

Подробнее о климатическом мониторинге можно узнать из выступления Анны Романовской в Европейском университете в Санкт-Петербурге:

--

--