Г. Мило . Рациональная наука

Г. Мило.

Рациональная наука

Что такое рациональная наука? Это некоторая попытка объяснения вещей. Что же характеризует эту попытку? То, что она опирается на нашу уверенность, что за мимолетной изменчивостью явлений дух способен обнаруживать неизменное. Заниматься рациональной наукой это значит, согласно самому определению, стараться формулировать некоторые постоянные отношения в виде суждений, именующихся законами. А что такое вещи, которые приходится объяснять? Это – явления, феномены.

Остается узнать, как мы формулируем законы. Возьмем ряд примеров из восходящих по степеням научности областей и, разлагая их на составные элементы, покажем, что они представляют собою конструкции, все более удаляющиеся благодаря своему субъективному или произвольному характеру от тех опытных данных или материалов, которые являются как бы принудительно-навязанными нам.

Первый пример

«Увидев молнию, слышишь гром». Вот закон, обнаруживающий постоянное отношение. Свое содержание он высказывает независимо от всех изменчивых условий времени, места, воспринимающих лиц.

Что такое «молния», «гром»? Это данные нам явления, представляющие собою в первом случае зрительное, во втором – слуховое впечатление, и связанные отношением временной последовательности. Да и сама идея временной последовательности тоже – данный нам элемент; каковы бы ни были ее происхождение и сущность, – она также принудительно навязывается нам, как и чувственные впечатления. Таким образом все элементы нашего закона являются данными нам представлениями, в создании которых, как мы это сами ощущаем, наша свободная творческая деятельность не причем. В лучшем случае проявления ее могли бы быть сведены к тому, что она выделяет в поле сознания некоторые представления, которым придает своего рода законченность, изолируя их, рассматривая отдельно, превращая в предметы и наделяя именами. Но ведь каждое отдельное представление и без того с такой четкостью выделяется из непрерывного ряда идей и ощущений – так сказать дефилирующих перед нами, – что едва ли есть основание настаивать на этом личном вмешательстве нашего ума. – Рассмотренный нами закон типичный образчик общедоступных индукций, из которых составлены науки, где теории отведено мало места.

Второй пример

«Фосфор плавится при температуре в 44 градуса». – Не говоря уже о процессе плавления твердого тела (будем считать этот процесс данным) – зададим себе вопрос, что означают слова «фосфор» и «температура в 44 градуса»?

Следует ли считать фосфор вещью «данной», т. е. такой вещью, которая и в природе, и в лаборатории ученого является перед нами как бы заранее наделенная всеми свойствами, о которых трактуют и будут трактовать в будущем учебники химии? Если держаться такого взгляда, то никогда не удастся узнать, что такое фосфор, потому что в одинаковой мере бесчисленны и свойства, которые он обнаружит, и условия, при которых он будет наблюдаться. Однако, ученый, говорящий о фосфоре, встречает полное понимание со стороны собеседников, да и сам очень хорошо понимает, о чем говорит: стало быть в значении слова нет ничего темного или двусмысленного. И в самом деле, что называется фосфором, вполне точно характеризуется небольшим числом признаков, которые с легкостью могут быть перечислены химиком. Дело в том, что он сам произвел некоторый подбор этих признаков для определения фосфора. Спрашивается: производил ли он этот подбор по какому-нибудь навязанному ему извне правилу? Можно ли сказать, что он не мог не остановиться, для характеристики фосфора, именно на данных признаках? Где же, однако, можно найти принцип, который содержал бы всю эту принудительную силу? Разве в химии существует основное правило, согласно коему надо всегда иметь ввиду то или иное особое физическое свойство, например, цвет, запах, удельный вес, растворимость в тех или иных жидкостях и т. д.? Вдобавок существуют модификации фосфора (красный фосфор, черный фосфор и т. д.) и эти модификации во всех перечисленных выше отношениях отличаются от того тела, которое обычно называется фосфором. – Быть может скажут, что для характеристики тел, изучаемых в химии, необходимо обращать внимание на химические свойства. Но и самые, так сказать, повседневные химические свойства (например, действие на кислород, действие на живой организм) не те же у красного фосфора, что у обыкновенного. Приходится поэтому отказаться от ссылки на «принудительное правило». Нет сомнения, что определение химика докажет свою правомерность очень вескими доводами, которые сделают его до некоторой степени естественным, объяснят и оправдают его; – но во всяком случае здесь уже обнаружится весьма ощутимый остаток свободной деятельности ума, решающего по собственному почину выбрать из бесчисленного количества доступных наблюдение свойств некоторую определенную их группу и превращающего ее в теоретическое определение фосфора.

Впрочем, и в данном случае, «конструкт» еще довольно близок к «данному». Перейдем, однако, ко второму элементу, содержащемуся в нашем законе. Что означают слова: температура в 44 градуса? Что такое градус? – У нас есть представление о температуре; мы понимаем без всяких комментарий, что значат слова: эта вещь горяча, эта – холодна. Мы хорошо понимаем друг друга даже и в том случае, когда, сравнивая несколько впечатлений, говорим, например, что здесь теплее, чем там, а сегодня теплее, чем вчера. Но все это отличается от понятая, которым пользуется физик, а именно от понятия о точной мере температуры.

В самом деле, если довериться одним нашим ощущениям, то что можно было бы разуметь под словами: температура вдвое или втрое высшая другой? – Физик нам скажет, что для того, чтобы придать смысл этим оборотам речи, он ставит на место наших неопределенных и смутных ощущений некоторое явление, доступное не только наблюдению, но и точному измерению, а именно: расширение столбика ртути, заключенного в стеклянную трубку; ставя свой прибор сначала в тающий лед, затем – в пары кипящей воды, он намечает на трубке число 0 и 100 в тех точках, которых при этих условиях будет касаться уровень ртути; затем он делит на сто равных частей расстояние между этими двумя точками и, наконец, перенумеровывает эти деления, отмечая их цифрами 1, 2, 3… и т. д. вплоть до 99 и 100. Если при известных условиях уровень установится на 44-ом делении, надо будет сказать, что температура достигла 44 градусов.

На этот раз трудно не заметить, сколько произвольного содержится в построении физика; понятие градуса, в том виде, в каком оно получается при помощи вышеописанной процедуры, является чистейшим творением ума. В самом деле, ученый самовольно решает: во-первых, что температура будет измеряться расширением некоторого тела; во-вторых, что этим телом будет столбик ртути, находящейся в стеклянной трубке; в-третьих, что равным изменениям температуры будут соответствовать равные перемещения уровня ртути.

Возможно, что расширение тел наиболее распространенное и наиболее легко уловимое из явлений, сопровождающих изменение температуры; возможно, что именно ртуть представляет такие практические гарантии однородности и чистоты, которые едва ли могли бы быть обнаружены у какого-либо иного тела; возможно, наконец, что пропорциональность – наиболее простое, наиболее естественное из всех отношений, которыми мы могли бы пытаться выразить функциональную связь между изменением температуры и изменением объема; все это возможно, но ведь все это – соображения, оправдывающие конструкцию физика, но отнюдь не принуждающие к ней. Можно ли в самом деле утверждать, что понятие градуса, выработанное указанным способом, имеет своим точным и необходимым коррелятом некоторую постоянную природную сущность? Правда, физик говорит о коэффициенте расширения тел, об удельной теплоемкости и т. д., указывая этими терминами на известные постоянные количества (количества объема, количества теплоты и т. д.), которые выдвигаются на сцену при изменении температуры на 1 градус и остаются одинаковыми при переход от 5 градусов к 6-ти и от 90 градусов к 91-му. Значит ли это однако, что свободно сконструировав в своем уме понятие градуса температуры, ученый и впрямь случайно напал на некоторую природную сущность, на некоторую содержащуюся в самом данном функцию, которая господствует над необозримым множеством отношений между вещами? Достаточно развернуть любой учебник физики, чтобы понять, что дело обстоит не так. Эти постоянные коэффициенты прежде всего введены ученым инстинктивно: и теперь, как во времена эллинов, мы склонны считать основным законом изменений, так сказать, самым естественным законом – тот, который выражается в виде прямой пропорциональности. После того, например, как градусы уже конструированы, представляется, что при подъем температуры на 50 градусов прирост объема любого вещества должен удвоиться в сравнении с приростом, получавшимся при подъеме температуры на 25 градусов; другими словами, представляется, что для любого вещества можно установить постоянный коэффициент, указывающий прирост объема при повышении температуры на один градус. Однако, тщательное наблюдение весьма скоро обнаруживает, что это не более как иллюзия; что в известных пределах можно считать расширение твердых тел прямо пропорциональным температуре, но что это совершенно неверно в отношении жидкостей. С теми же соображениями встретилась бы и попытка установить коэффициент удельной теплоемкости для любого вещества. Понятие градуса, в том виде как оно создано физиком, отнюдь не связано некоторым абсолютным отношением с явлениями природы. И поэтому каждый раз, как в формулу физического закона войдет термометрическая температура, мы вспомним, что форма этого закона отчасти является свободным созданием ученого и что форма эта была бы иною, если бы в основу ее было положено иное соглашение относительно измерения температуры. Пусть, например, на место ртути будет поставлена вода; расширение твердых тел, выражавшееся доселе, по крайней мере в известных пределах, простой формулой kt, теперь будет определяться другой формулой:

at + et² + ct³.

Здесь нет никакой аналогии с тем, что произошло бы при замене метра – в качеств эталона длины – полуметром. При такой смене все размеры изменились бы (они удвоились бы), но форма отношений между расстояниями осталась бы прежней; два расстояния, из коих первое было при измерении метром, например, втрое больше второго, сохранили бы то же самое отношение и при измерении их полуметром. Наоборот, две температуры, из которых одна вдвое больше второй, уже не имеют того же соотношения при замене ртутного термометра водяным.

Таким образом, мы видим, как в наш закон вводятся элементы, построенные умом ученого и резко отличающееся от «данного материала» своим произвольным и свободным характером. Здесь перед нами как бы вторая ступень субъективности, связанной с предметами, к которым относятся законы теоретической науки. Первая ступень субъективности заключается в том, что всякая наука стремится к объяснению и познанию одних только явлений; на второй ступени самые явления, которые все же нужно считать данными, замещаются в науке элементами, до известной степени самовольно построенными нашим умом.

Третий пример

«Каждая планета описывает эллипс, в фокусе которого находится солнце, причем площади, описываемые радиусом-вектором, пропорциональны временам».

Прежде всего, что такое эта эллиптическая траектория, о которой здесь говорится? Эллипс принадлежит к числу линий, которые были определены и изучены в свое время греческими геометрами. Умственный склад этих ученых заставлял их слишком тесно переплетать реальное с идеальным, слишком заботиться о вещественной основе для понятий, чтобы можно было сказать, что говоря о геометрических линиях, они всецело отвлекались от всяких наглядных и чувственных данных. Тем не менее, читая Эвклида или Аполлония, чувствуешь, что если созерцание не потеряло еще у них все свои права и если его свет продолжает озарять мысль геометра, то все же эта мысль направлена первее всего на количественные понятия, связывающая некоторые несводимые элементы: расстояния и углы. Эллипс отнюдь не входит в рассуждения геометров (какие вошел он впоследствии и в вычисления Кеплера) своей наглядной формой, т. е. своим видом непрерывной, круглой, более или менее уплощенной линии, охватывающей некоторую часть плоскости; эллипс входит в эти рассуждения только одним определенным свойством любой своей точки, – тем свойством, что эта точка образует с некоторыми другими постоянными точками фигуру, элементы которой связаны определенным количественным отношением. Поэтому значение эллиптической траектории, о которой говорится в законе Кеплера, такое: каждое положение планеты, если рассматривать его совместно с другими точками, одна из коих занята солнцем, образует геометрическую фигуру, между элементами которой можно обнаружить специальное количественное отношение, которое служим определением точки эллипса и его фокуса. Следует ли видеть в этой формуле, связывающей все положения планеты, описание вещи, данной нам в виде факта?

Уже из наших отрывочных указаний явствует, что эта формула может иметь смысл лишь на почве особого языка, построенного из всех постулатов определений, понятий, составляющих самую основу геометрии; об этом языке здесь не место распространяться. Но даже если принять этот язык без всяких оговорок, то ясно все же, что форма отношения, которым определяется траектория, зависит существенным образом от выбора точек, с которыми мы соотносим положения планеты. Пользуясь тем же геометрическим языком, но соотнося положения планеты к земле, принимаемой за исходную точку, древние приходили к выводам, дававшим столь же ясный ответ во всех положениях планет. Быть может скажут, что принимать за исходный пункт подвижную точку – несколько искусственный прием, солнце же по меньшей мере является неподвижной точкой. Но, нисколько не пытаясь умалить великое значение шага, сделанного астрономами в тот день, когда система Коперника была поставлена на место системы Птоломея, все же следует признать вместе с астрономами, что и неподвижность солнца является не более как фикцией и что, вообще говоря, движение планет, как оно рисуется нам в настоящее время, представляет собою относительное движение. Кто возьмет на себя смелость утверждать, что через несколько веков или несколько тысячелетий не вздумают относить положения планет не к солнцу, а к иной точке, быть может даже воображаемой, но отвечающей некоторому идеальному определению?

Но это еще не все. Что такое вещь, которую мы называем планетой? Можно ли ее назвать данным нам элементом?

Прежде всего, слишком очевидно, что, применяясь к геометрическому языку, массу планеты надо сосредоточить в одной точке. Конечно, это не представляет никакого серьезного затруднения для нашего воображения, и ради такой малости мы не стали бы говорить об активном вмешательстве нашего ума. Но вмешательство это становится уже более явным, если вспомнить, что точка, о которой идет речь, никоим образом не открывается нам сама собою: было бы ошибкою полагать, что она просто совпадает с тем местом, куда мы указываем пальцем, глядя на планету, – или даже с точкою, определяемой подзорной трубой, ось которой совпадает с определенным геометрическим направлением. Не говоря уже о системе координат, нанесенной астрономами на небесном своде и аналогичной системе земных долгот и широт, – неисчислимое количество более или менее сложных построений отделяет еще астронома от искомого и входит поэтому в определение этой точки (которым мы ее и замещаем).

У каждого из находящихся в лаборатории приборов есть своя собственная теория, и вдобавок им нельзя пользоваться, если он не находится в нормальных условиях, т. е. в условиях предписанных теорией. И вот для того, чтобы проверить, что тот или иной телескоп, вращающийся вокруг своей оси, действительно вполне точно находится в плоскости меридиана или даже, что те или иные части приборов строго вертикальны или горизонтальны – приходится пускать в дело Бог знает какой ворох всевозможных понятий. Когда же астроном признает себя вправе взглянуть в свою трубу, он еще далеко не сразу может определить точное направление, которое можно было бы считать за истинное направление наблюдаемой звезды. Надо еще предварительно внести в показаниe прибора целый ряд поправок, а элементы, входящие в эти поправки – температура, атмосферическое давление, плотность воздуха и т. д. – в свою очередь могут быть определены только при помощи приборов, из коих наименее «научными», наименее удаленными от данного могут еще пожалуй считаться те, при помощи которых определяется температура и о которых мы говорили по поводу предыдущего примера. Вдобавок недостаточно уметь определять количества, который через посредство целого ряда построений будут служить для измерения элементов поправок; надо еще принять известное число специальных теорий, дающих формулы, служащие для соединения этих количеств в формулу поправки. Укажем в виде примера на формулы, касающиеся атмосферического светопреломления. Лучи, доходящие до нас от небесных тел, должны пересечь нашу атмосферу, т. е. ряд слоев неодинаковой плотности; как считаться с этим обстоятельством? Можно, по примеру Кассини, поставить на место нашей атмосферы атмосферу с некоторой средней плотностью; можно, следуя Ньютону, считать плотности слоев пропорциональными давлению, как будто температура оставалась бы везде однородной; можно просто допустить вместе с Лапласом, что слои одинаковой плотности сферичны и притом концентричны и т. д. Каждой гипотезе отвечает более или менее сложная формула поправки.

Наконец, не только явно сознаваемые теории и высказанные со всей обстоятельностью гипотезы являются теми построениями, которые отделяют наблюдателя от наблюдаемой вещи; ту же роль часто играют почти бессознательные соглашения или определения, на которых никто не подумает остановиться. Например, какие бы ни применялись приборы, каким бы способом не уточнялось поправочными формулами направление, принимаемое за направление звезды, во всех случаях опираются на то, что в пустоте и однородной среде свет распространяется прямолинейно. Известно однако, что это не экспериментально доказанный факт: явление тени, казалось бы доказывающее его, во-первых, не отвечает достаточно точным геометрическим условиям (ибо источник света не может быть приравнен к точке); во-вторых, не допускает и исключения, например, в виде явления дифракции, которые, по-видимому, противоречат факту прямолинейного распространения. Таким образом, эта прямолинейность отнюдь не является истиной, данной нам, принудительно навязывающейся, а скорее утверждается в виде основного постулата геометрической оптики.

В итоге смысл рассматриваемого закона может быть выражен так: выбрав несколько основных точек и пользуясь языком обычной геометрии, можно подчинить некоторому количественному отношению известную движущуюся точку, которая – благодаря нескончаемой цепи промежуточных построений, – может считаться отвечающей образу некоторой планеты.

Вторая часть составляющего наш пример закона: «площади, описываемые радиусом-вектором, пропорциональны временам», даст нам повод обнаружить новое основное построение, касающееся измерения времени; мы могли бы указать на него уже по поводу простого определения координат планеты, но мы отложили наши замечания, чтобы избежать лишнего усложнения.

Представление времени нам дано; каков бы ни был его источник и смысл, оно неразрывно связано с нашей мыслью. То же можно сказать и о понятии длительности или промежутка времени. Наконец, каждый поймет нас, когда мы будем сравнивать промежутки времени по их длине, когда например, мы скажем, что событие продолжалось дольше другого, или говоря о двух разных явлениях, которые одновременно начались и одновременно окончились: их продолжительность одинакова. – Но как перейти отсюда к численному сравнению, которое необходимо для точного измерения последовательных или разделенных дальнейшими интервалами промежутков времени? Каким способом можно истолковать равенство двух таких промежутков, или, говоря вообще, некоторые их численные соотношения? Само собою напрашивается заместить и здесь, как при измерении температур, смутное и не поддающееся точному определению восприятие, рассмотрением некоторого движения, последовательные фазы которого могут служить для фиксирования промежутков времени. Но спрашивается, какие серии обстоятельств нужно брать для определения равных промежутков? Быть может, скажут: тождественные серии. – Но как узнать, что явления, протекающие на наших глазах, происходят при тождественных обстоятельствах? Говорить ли о всей совокупности обстоятельств? Но эта всеобъемлющая совокупность представляет собою неуловимую химеру, и уж конечно ускользает от всякого непосредственного контроля. Или, может быть, дело идет только о существенных обстоятельствах, т. е. тех, которые более всего поражают нас и, по-видимому, в сравнении с другими, обладают самым важным значением? Но по каким признакам узнать эти существенные обстоятельства? Экспериментальная наука постоянно показывает нам, что ряды условий, признаваемых нами существенными для некоторого явления, непрерывно меняются. Пусть, например, попытаются счесть единственным существенным обстоятельством в факте кипения – температуру жидкости; не замедлят натолкнуться на огромную роль, которую играет другое обстоятельство: атмосферическое давление. Изменение давления некоторой массы газа представлялось Мариотту обусловленным только одним существенным обстоятельством: объемом; однако, в закон Мариотта пришлось неоднократно вносить изменения и поправки, последовательно вводя в него целый ряд новых элементов. Словом, приходится отказаться от привычки видеть в явлении ограниченное число естественных условий, которые давали бы нам возможность устанавливать абсолютную тождественность событий. Поэтому мы волей-неволей обязаны производить выбор – т. е. самовольно выбирать и движение, которым мы будем пользоваться для фиксирования промежутков времени, и обстоятельства, при помощи которых мы будем устанавливать равенство двух фаз этого движения. Никто, конечно, не станет отрицать, что видимое вращение небесного свода является для нас удобнейшим хронометром, – при том, однако, условии, что мы решим считать одинаковыми те промежутки времени, которые соответствуют одинаковым угловым вращениям. И при этом необходимо признать, что эта равномерность вращения допущена нами в виде основного определения – обстоятельство, которое слишком часто недостаточно ясно сознается. Не говоря даже о тех, кто пытается точно доказать равномерность суточного вращения при помощи часовых механизмов (они забывают, что в конечном счете наиболее точные механизмы такого рода, – а именно астрономические часы регулируются по последовательным прохождениям одной и той же звезды через меридиан), – вспомним, что и сам Авг. Конт говорил об измерении времени: «В данном случае следует признать прежде всего, что наиболее совершенный хронометр – само небо, благодаря точной равномерности своего видимого суточного вращения». Здесь как будто точная равномерность суточного движения устанавливается не в виде определения, а в качестве природной реальности: это заставляет вспомнить о греках и в частности о Платоне, который рассказывает в «Тимее», как вследствие установления правильных движений светил возникло и само время. Однако, современная астрономия показывает нам, что для объяснения некоторых неправильностей в движении планет, а в частности – луны, возможно внесение некоторых поправок в «совершенный хронометр», т. е. возможен отказ от признания точной равномерности звездных суток.

Четвертый пример

«Все планеты испытывают со стороны солнца притяжение, интенсивность которого обратно пропорционально расстоянию». Можно ли сказать, что за время, отделяющее Кеплера от Ньютона, наука открыла динамические силы, т. е. сущности, являющиеся подлинными причинами движений, а заодно и способы точно определять направления этих сил и точно измерять их интенсивности? Имеем ли мы здесь дело с данными нам элементами, которые были только обнаружены учеными? Нет, – это конструкции, выработка которых закончилась в эпоху Ньютона.

Понятие силы, как данного, можно сказать, столь же старо, как человечество, и имеет свои обозначения на всех языках: понятие это означает усилие, давление, нажим и измеряется прежде всего некоторым, как говорят, статическим эффектом, например, сжатием пружины. Если с такого рода силой соотносят приведение покоящегося тела в движение – то это еще куда ни шло; действительно, получается впечатление, что здесь только оформляется давно известный факт. Но когда начинают говорить о постоянной или переменной силе, сопровождающих движущееся тело по всей его траектории, причем незаметно никакого следа нажима, давления, тяги, удара – то что это может означать?

Чтобы понять это, нужно прежде всего ознакомиться с законом инерции, в том виде, в каком он лег в основу рациональной механики: «если к движущемуся телу не прилагается никакая сила, то движение его будет равномерным и прямолинейным». Отсюда следует, что к телам, движение которых не удовлетворяет двум вышеуказанным условиям, обязательно прилагается некоторая сила, и это, конечно, относится ко всем планетам. Но что же такое этот закон инерции? Можно ли признать его самоочевидным a priori, как думают некоторые ученые? Их доказательство сводится к утверждению, что при отсутствии какой бы то ни было внешней силы не видно никакого основания, чтобы движение не продолжалось по тому же направлению и с той же скоростью9. Немного найдется положений, которые нельзя было бы доказать таким же способом и вряд ли нужно настаивать на совершенной мнимости подобного якобы обоснования. Быть может, сошлются на категории и на принудительную силу, с которою навязывается нашему уму закон, что каждое изменение имеет причину. Сила в таком случае являлась бы просто причиною изменения скорости, а этим оправдывался бы a priori закон инерции. Но будем осторожны. Закон причинности, на который ссылаются как на принудительный для ума, во всяком случае не более чем рамка, которая приспособится к опыту и заставит нас при виде каждого изменения постулировать причину. Почему же, однако, говоря об изменении, мы ограничимся одним только его частным видом, а именно изменением одного лишь кинетического условия, именуемого скоростью? Разве нельзя назвать изменением тот простой факт, что некоторое тело перемещается в пространстве, не обращая при этом внимание на его скорость, и разве нельзя постулировать причину, производящую это перемещение? И даже, если совершенно отвлечься от движения, разве нельзя считать изменением простое различие в моментах, в какие мы рассматриваем тело, и требовать силу, которая поддерживала бы покой, несмотря на течение времени? Лучшее доказательство, что все эти требования могут быть выставлены во имя причинности, это тот факт, что все они действительно были выставлены. Поэтому нельзя видеть в силе, которая, согласно закону причинности, отвечает изменению только одного определенного элемента, а именно скорости, – простую причину, постулируемую a priori для всякого изменения.

Но быть может понятие силы прямо извлечено из опыта? В защиту этого взгляда охотнее всего ссылаются на катящийся по гладкой поверхности шар, скорость которого тем менее замедляется, чем глаже отполирована поверхность, так что при уменьшении сопротивления движение, по-видимому, все более приближается к равномерному. Но что позволяет нам сказать, что это сопротивление – единственная сила, обнаруживающаяся в данном явлении? Что позволяет нам, говоря вообще, перечислять определенные силы, проявлявшаяся в некотором событии, раз мы, разбирая движение, перешагнули за первоначальное понятие силы, как непосредственно-ощутимого давления или импульса; раз мы, другими словами, имеем дело с силами, отвечающими движениям, которые совершаются без малейшего следа каких бы то ни было статических эффектов10. Итак, и опыт не более чем априорные доводы может заставить нас признать, что та сила, о которой говорится в законе инерции, дана нам в виде природного факта. Сам же закон инерции приобретает характер определения, заранее точно фиксирующего условия, при которых следует говорить о силе, а именно в случае, где движение не будет одновременно равномерным и прямолинейным.

Спрашивается далее: как будет измеряться сила? Какое направление и какую интенсивность припишем мы ей? Основные принципы рациональной механики устанавливают на этот счет следующие правила:

1. Направление силы совпадает с направлением ускорения, т. е. с геометрическим вектором, который можно построить в любой точке траектории движущегося тела, зная кинематический закон движения, и который в известном смысле является отображением изменения скорости.

2. Сила пропорциональна количественному значению ускорения.

Можно математически доказать, что если для некоторого движущегося тела имеет силу (Кеплеров) закон площадей применительно к некоторой центральной точке, ускорение проходит через эту точку, поэтому законы Кеплера позволяют утверждать: «сила, действующая на любую планету, проходит через солнце». Наконец, эллиптической траектории математически соответствует такое ускорение, а стало быть, согласно вышеизложенным принципам, и такая сила, которые обратно пропорциональны квадрату расстояния. Таким образом закон, взятый нами в виде четвертого примера, может быть получен из законов Кеплера посредством, можно сказать, буквального перевода, причем, однако, приходится пользоваться словарем, составленным из основных принципов динамики.

Нужно ли настаивать на том, что, установив понятие силы посредством закона инерции, мы еще ни в какой мере не определили ее направление и интенсивность? Единственное условие, требующее впредь признания, состояло в том, что сила и ускорение должны исчезать вместе, а именно в случае равномерного прямолинейного движения. Но пропорциональность между силой и ускорением, а равно их одинаковая направленность, не навязываются нам ни априорной очевидностью исходных принципов, ни доказательной силой того или иного опыта. Здесь мы в конце концов имеем дело с новым определением.

Ясно, что чем выше мы подымаемся в смысле точности научных теорий, тем больше скопляется определений, понятий, тем ярче, стало быть, сказывается творческое вмешательство разума. Ум приспособляется к данному, но построения его, как бы естественны они ни казались, во всяком случае обладают тою особенностью, что они не насильственно навязаны нам, а напротив, как мы ясно ощущаем, являются до известной степени свободными созданиями нашей творческой деятельности.

Научные гипотезы

Можно ли сказать, что научные гипотезы существенно отличаются от законов, рассматривавшихся нами до сих пор? Если мы прямо перейдем к основным гипотезам наиболее совершенной рациональной науки, – например, к эфиру и его колебаниям, – то нужно ли утверждать что мы вступаем в совершенно новую область и выходим за пределы точной науки?

Следует ли думать, что то явное присутствие произвольных построений, та наличность более или менее химерических «лесов», которые особенно ярко бросаются в глаза именно здесь, – должно заставить нас выделить гипотезы из рамок точной науки? Едва ли можно усомниться в характере нашего ответа, вспомнив наш недавний анализ, которому мы подвергли несколько законов, вырванных из самой сердцевины того, что решительно всеми признается за положительную науку. Постулаты, понятия, построения, отмеченные нами в качестве предпосылок, необходимых уже для простого уразумения этих законов, в полной мере заслуживали бы названия химер, если бы этот термин применялся ко всему, что не допускает непосредственной проверки – и при переходе к гипотезам весь вопрос сводится исключительно к разнице в степени: быть может было бы справедливо сказать, что закон сопоставляет изолированные группы явлений, тогда как гипотеза сопоставляет группы законов.

Что же касается исключительной якобы природы гипотез, которая представляется связанной с самим этим термином, то достаточно будет, для устранения этой иллюзии, показать, что о гипотезах можно говорить применительно ко всем понятиям, служащим для образования законов. В самом деле, вернемся к некоторым элементам, обрисованным в нашем предшествующем разборе. – Мы утверждали по поводу фосфора (во втором примере), что химик до известной степени самовольно создает понятие, причем сам определяет точное значение конструируемого им предмета; – разве мы не могли бы с тем же правом сказать, что он строит гипотезу, в том смысле, что делает допущение, будто реально существует тело, отвечающее его определению и являющееся в точности синтезом сопоставленных в понятии признаков? – Термометрические построения физика служат для определения того, что следует понимать под равными изменениями температуры. Но разве нельзя было бы избрать более реалистический способ выражения и сказать: физик допускает, что равным перемещениям ртутного столбика соответствуют равные изменения температуры. Конечно далеко не так просто истолковать эти последние слова в терминах абсолютного реализма; но во всяком случае если даны представления о температуре и об изменениях температуры, то позволительно, пожалуй, a priori подняться до понятия равных изменений – понятия, правда, несколько смутного за отсутствием какого бы то ни было способа опытной его проверки. Гипотеза в этом случае состояла бы в том, что мы приписали бы термометру способность производить эту проверку. Если этот способ выражения несколько труден, то не забудем, что в известные моменты он прямо руководил мыслью физика, как доказывают приведенные нами выше понятия: «коэффициент расширения», «коэффициент теплоемкости» и т. д., которые первоначально были установлены с полной наивностью, словно термометрическим градусам и впрямь соответствовали бы некоторые постоянные количества различных тепловых сущностей. – Равным образом, вместо того, чтобы видеть в прямолинейном направлении некоторого светового луча то направление, которое согласно определению, должно служить меркой для фиксации положения известной звезды (третий пример), разве нельзя просто высказать следующую гипотезу: «свет распространяется в однородной среде прямолинейно». – В том же примере мы говорили о суточном вращении, как мере к одинаковых промежутков времени. Как в вопросе об измерении температур и с теми же оговорками мы могли бы сказать и здесь: «согласно нашей гипотезе, вращение земли равномерно». – Наконец, в вопросе об основных понятиях динамики разве не допустимо (хотя и с некоторым ущербом для ясности) говорить об основных гипотезах этой науки (да так ведь и выражались ученые до самого недавнего времени)? Можно сказать например: «предположим, что если на движущуюся материальную точку не действует никакая сила, то скорость точки остается неизменной и в смысле направления, и в смысле количественного значения» и т. д.

Таким образом, в гипотезах рациональных наук нет ни одного существенного признака, которым они отличались бы от обыкновенных законов этих наук; пограничную черту, которую часто хотят провести между законами и гипотезами, следовало бы настолько отодвинуть, чтобы она отделяла самую область рационального от простой эмпирии.

Теперь перед нами возникает существенный вопрос. Рациональная наука, пользующаяся построениями ума, не перестает двигаться вперед и все лучше и полнее истолковывает явления природы: не следует ли видеть в этом апостериорное подтверждение объективной реальности ее понятий?

А. Прежде всего легко установить, что известные основные понятия – мы указали на некоторые из них в разобранных нами примерах – ускользают по самой своей природе от всякой возможности опытной проверки – ввиду того, что самое понятие проверки в данном случае совершенно лишено смысла. Так, например, в вопросах об измерении температуры, об измерении времени, о динамическом определении силы, чрезвычайно, как мы заметили, затруднительно пользоваться реалистическим способом выражения, говорить например, что выбор вращения земли меркой времени предполагает, что это вращение и в самом деле равномерно. Спрашивается, не превращается ли эта трудность в полнейшую невозможность, как только речь зайдет о действительной проверке? Как представить себе, например, проверку равномерности вращения земли, при отсутствии всякого другого первоначального (принимаемого за равномерное) движения?

Если же такое движение будет установлено, то и его проверка вызвала бы те же самые, столь же непреодолимые затруднения. – Или как мыслить экспериментальную проверку того факта, что градусы термометра соответствуют равным изменениям температуры, если нет никакого иного способа измерения, каковой, будь он принят, вызвал бы те же сомнения? – Наконец, если не пользоваться определением, вытекающим из принципов динамики, т. е. если заранее не признать то, что желаешь проверить, и если при этом не обладать никаким иным определением термина «сила», – то как можно мечтать найти в опыте реальную мерку этой силы? – Чем же однако объяснить странный факт, что законы, основанные на таких произвольных построениях, подтверждаются опытом? Тем, очевидно, что в них собраны факты распространенных индукций, и только способ выражения, служащий для передачи наблюденных явлений, построен при помощи отмеченных нами понятий. Совокупность этих понятий постоянно является как бы удобным посредником между вещами и ученым, и этого посредника не могут затронуть экспериментальные проверки.

Это настолько верно, что изменение в основных наших понятиях не помешало бы нам ни формулировать законы, ни предвидеть явления. Если ртутный термометр заместить водяным, то будет установлен новый закон расширения твердых тел, закон, правда, менее простой, нежели прежний, но позволяющей с тем же успехом обобщать прошлые наблюдения и предвидеть будущие. – От этого, столь наивного примера перейдем к следующему, более научному, но по существу одинаковому. Известно, что годовое движение земли по ее орбите неравномерно: неравные дуги проходятся в одинаковые времена. Пусть нам придет фантазия (несомненно странная, но не в этом дело) изменить основной наш хронометр и называть равными промежутки времени, соответствующие равным по величин дугам, описываемым землей в ее годовом движении; в этом случае суточное вращение перестанет быть равномерным; площади не будут пропорциональны временам и, стало быть, ничего не изменяя в принципах динамики, мы придем к выводу, что сила, действующая на любую планету, не будет проходить через солнце. Закон тяготения будет заменен новым: возможно, что при этой замене возникнут бесчисленные затруднения, но раз будет введен этот новый язык и раз мы ему останемся верны, он, очевидно, настолько же будет оправдываться опытом, как и прежний.

Б. Итак, следует отказаться от мысли, будто существует абсолютно-неразрывная связь между известными основными понятиями науки и теми подтверждениями, которые она находит в наблюдаемых фактах; а если принять во внимание, что эти понятия по мере ее развития и теоретического усовершенствования все глубже пропитывают ее, то этого замечания, пожалуй, будет достаточно для решения вопроса, можно ли установить a posteriori объективную необходимость научных конструкций. – Тем не менее, нет ли в некоторых из этих концепций, первее же всего в тех, которые именуются гипотезами, – «смеси действительности с химерами», как говорил Авг. Конт, т. е. говоря избранным нами языком, смеси понятий, ускользающих по своей природе от всякой проверки, с фактами, если не непосредственно ощутимыми, то хотя бы аналогичными знакомым нам явлениям? И если так, то нельзя ли в таком случае все же говорить об истинности и ложности этих построений и рассчитывать, что опыт либо установит их ложность, противореча им, либо подтвердит их правильность, постоянно согласуясь с ними? Попытаемся ответить на эти два вопроса.

а. Можно ли утверждать, что эксперимент, противоречащий следствию, логически выведенному из некоторой теоретической гипотезы, доказывает ложность этой гипотезы?

Если принять во внимание с одной стороны все материалы, входящие в гипотезу, с другой – все теории, все постулаты, все соглашения, все понятия, входящие в истолкование сколько-нибудь научно-поставленного эксперимента (сравните выше разбор астрономического наблюдения; то же относится и к любому точному наблюдению, произведенному в лаборатории физика), то нетрудно увидеть, что противоречие между экспериментом и гипотезой доказывает просто необходимость изменить по меньшей мере один из элементов этого столь сложного комплекса. Но собственно ни один из этих элементов прямо не указывается: и в частности руководящую идею гипотезы11, ту идею, которая придает ей существенные ее особенности, можно удержать до тех пор, пока не откажешься вносить поправки в различные элементы. Так, например, эмиссионная гипотеза света (в том виде, в каком она изложена хотя бы у Биo со всеми достаточно известными добавочными соглашениями) могла бы, если ее сторонники непременно пожелали бы этого, удержать свои позиции, несмотря на знаменитый эксперимент Фуко над сравнением скоростей света в воздухе и воде. Равным образом, один и тот же эксперимент (Винера) одновременно мог считаться подтверждением и опровержением взгляда Френеля на направление колебаний в поляризованных лучах, в зависимости оттого, каким способом определялась и измерялась в этом опыте «интенсивность света».

b. Можно ли сказать, что длительное согласие фактов опыта с гипотезой рациональной науки служит доказательством ее истинности? Обратим внимание на два существенных пункта: ?. – Число новых фактов, подтверждающих гипотезу, значительно меньше, чем могло бы казаться. ?. – Каково бы ни было их число, не только одна данная гипотеза способна их объяснить; она – одно из бесчисленных решений неопределенной проблемы.

?. Гипотеза вообще строится для истолкования нескольких общих законов, управляющих известным классом явлений. Так гипотеза колебаний эфира объясняет общие законы оптики: отражение, преломление, интерференцию, поляризацию. Не очевидно ли, что она истолкует, т. е. позволит перевести на свойственный ей язык, и любой факт, который явится только применением этих общих законов к некоторому частному случаю. Другими словами: все, что войдет в сферу этих законов, тем самым войдет и в сферу гипотезы, причем однако нельзя будет говорить о новом подтверждении ее. Если физик привык рассматривать эти законы только с образной точки зрения гипотезы и если это может внушить ему иллюзии такого рода, что следствия законов превратятся в его уме в следствия гипотезы, то это не должно нас обманывать. Всякая наша концепция, которая соответствовала бы обобщенным фактам, таким же образом могла бы быть приведена в прямую связь с вытекающими из них частными фактами. Поэтому нам надо относиться с известной осторожностью к так называемым новым подтверждениям, якобы обнаруживающимся в науке в пользу той или иной гипотезы. Несколько лет тому назад цветная фотография привела в изумление и восторг ученый мир, и открытие это тем более поражало, что к нему пришли методическим путем. Принципы, положенные в его основу, совпадают с общими законами оптики, в частности – с законом интерференции. Но так как это открытие было изложено на язык ондуляционной теории, которая, надо сознаться, изумительно приспособлена к явлениям интерференции, то не могло ли оно показаться многим ученым ценным подтверждением существования эфира и его колебаний?

?. Таким образом, число новых фактов, связываемых гипотезой при помощи обобщающего толкования – вообще говоря, гораздо более ограничено, чем могло бы показаться. Но каково бы ни было это число, – какую массу новых концепций мы могли бы поставить на место старой гипотезы, нисколько при этом не суживая численность объясняемых явлений! Вообразите систему стрелок, число которых может быть сколько угодно большим, и представьте, что все они движутся по некоторому диску самыми фантастическими способами, обнаруживая при этом какие угодно побочные явления, например: одни будут удлиняться во время движения, другие сокращаться и т. д. Затем соберите тысячу механиков и заставьте их рассказать вам устройство механизма, производящего эту совокупность явлений; много шансов за то, что вы получите тысячу разных ответов и что ни один из них не совпадет с ожидаемым.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.