§ 5. Факты, гипотезы и решающие эксперименты

§ 5. Факты, гипотезы и решающие эксперименты

Наблюдение

Мы сказали, что гипотеза должна быть верифицируемой и что верификация осуществляется посредством эксперимента или наблюдения при чувственном восприятии. Однако наблюдение не такая простая вещь, как это иногда считается. Исследование составных элементов наблюдения позволит нам нанести завершающий удар по ошибочному мнению о том, что развитие знания может осуществляться лишь при накоплении фактов.

1. Даже случайное, на первый взгляд, наблюдение требует использования гипотезы для интерпретации воспринимаемого. Конечно, мы можем утверждать, что мы «видим» неподвижные звезды, «видим», что Земля затмевает Луну, что пчелы собирают нектар для того, чтобы производить мед, или что приближается гроза. Однако мы с гораздо меньшей готовностью станем утверждать, что видим все эти вещи без помощи какой-либо теории, если вспомним о том, что все эти «видимые» нами вещи получили такое свое объяснение сравнительно недавно. Если мы не отождествляем наблюдение с непосредственным, невыразимым опытом, то нам необходимо использовать гипотезы даже при наблюдении, поскольку объекты, которые мы видим, слышим и т. д., обретают для нас свое значение, только когда мы увязываем то, что дано непосредственным образом, с тем, что дано опосредованно. Эта яркая белая точка света на темно-синем фоне обладает непередаваемым качеством, однако она также означает звезду, находящуюся на отдалении множества световых лет. При значимом наблюдении мы интерпретируем то, что дано в непосредственном чувственном восприятии. Мы классифицируем объекты восприятия (называя это «деревом», а то – «звездой») по тем сходствам, которые в них замечаем и которые считаем значимыми с точки зрения теории, которую исповедуем. Таким образом, кит классифицируется как млекопитающее, а не как рыба, несмотря на некоторые внешние сходства между рыбами и китами.

2. Наблюдение может быть ошибочным. Противоречащие друг другу свидетельства очевидцев, утверждающих, что «видели» одно и то же событие, представляют известную тему в психологии. В судах люди ежедневно клянутся в том, что видели вещи, которые, как выясняется при перекрестном допросе, они не могли видеть. Один подобный случай высмеивается в романе Анатоля Франца «Остров пингвинов», где жители Альки описывают цвет дракона, принесшего разрушение предыдущей ночью.

На вопрос, какого он цвета, жители отвечали:

– Красного.

– Зеленого.

– Синего.

– Желтого.

– Голова у него совсем зеленая, крылья ярко-оранжевые, с розовым отливом и серебристо-серыми краями; зад и хвост в коричневую и розовую полоски; живот ярко-желтый в черную крапинку.

– Какого он цвета?.. Бесцветный!

– Цвет у него драконий [61] .

Неудивительно, что, услышав подобные свидетельские показания, старейшины пребывали в недоумении о том, что же надлежит сделать. Однако если бы наблюдение было неинтерпретированным чувственным опытом, то откуда возникла бы ошибка?

3. Гипотеза, руководящая наблюдением, также в немалой степени определяет, какие факторы следует отметить в предметной области. По этой причине наблюдение является крайне недостоверным или даже бесполезным, если не известны условия, при которых оно было осуществлено. Изменения изучаются наиболее плодотворно, когда за один раз изменяется лишь один фактор. Какова польза от наблюдения, согласно которому определенная жидкость закипает при 80 °C, если при этом мы не наблюдаем ее плотности и атмосферного давления? Однако очевидно, что только при помощи некоторой теории можно наблюдать все релевантные факторы, только теория сможет указать, является ли атмосферное давление единым фактором или же его следует разделить на несколько факторов, подобно тому как сила разделяется на величину и направление.

4. Все наблюдения, помимо самых примитивных, осуществляются с помощью специально разработанных инструментов. Природа и ограничительные параметры таких инструментов должны быть известны. Их показания должны «исправляться» и интерпретироваться в свете всеобъемлющей теоретической системы.

Данные требования были сформулированы французским физиком Пьером Дюгемом: «Войдите в эту лабораторию. Подойдите к этому столу, на котором установлено множество аппаратов. Здесь и гальваническая батарея, и медные проволоки, обвитые шелком, и склянки, наполненные ртутью, и катушки и железная палочка с зеркальцем. Наблюдатель вставляет в маленькие отверстия металлическое острие штепселя, головка которого сделана из эбонита. Железная палочка приходит в колебательное движение, и от зеркальца, с ней соединенного, отбрасывается на масштаб из целлулоида светящаяся полоска, движение которой наблюдает экспериментатор. Нет сомнения: перед нами произведен эксперимент. При посредстве колебательных движений этого светящегося пятна физик точно наблюдает колебания железной палочки. Спросите его, что он делает. Полагаете ли вы, что он скажет: «Я изучаю колебательное движение железной палочки, соединенной с зеркальцем»? Нет, этого ответа вы от него не получите. Он ответит вам, что измеряет электрическое сопротивление катушки. Вы придете в изумление и спросите его, что значат его слова и какое отношение существует между ними и явлениями, которые он сейчас констатировал вместе с нами. Он ответит вам, что для того, чтобы ответить на ваш вопрос, необходимы слишком долгие объяснения. Пожалуй, посоветует вам прослушать курс по теории электричества» [62]

Таким образом, вовсе не обязательно подробно изучать строгое различие, проводимое между фактом и гипотезой. Факты, как мы уже видели, не достигаются только при помощи наших органов чувств. Но чем же в таком случае являются факты? Являются ли они, как это иногда утверждается, гипотезами, подкрепленными серьезными основаниями? Однако в таком случае состоят ли эти основания только из других гипотез, которые, в свою очередь, также подкреплены весомыми основаниями, и т. д. ad infinitum?

Факты

Нам необходимо различать смыслы, которыми обладает термин «факт». С помощью него обозначаются, по крайней мере, четыре различные вещи.

1. Иногда, используя термин «факты», мы имеем в виду некоторые элементы, выделенные из чувственного восприятия. Факты в таком понимании обозначаются следующими выражениями: «этот диапазон света расположен между теми двумя диапазонами», «конец этой указки совпадает с той точкой на шкале». Однако следует обратить внимание на то, что никакое исследование не может начаться с фактов, определяемых таким образом. В чувственных данных мы аналитически выискиваем подобные элементы, для того чтобы обнаружить достоверные признаки, которые позволят нам проверить выведенные нами следствия. В конечном счете в любом наблюдении имеет место апелляция к определенным элементам, вычленяемым из чувственного опыта. Мы ищем подобные элементы, поскольку относительно них можно достигнуть всеобщего согласия с другими людьми.

2. Термин «факт» иногда обозначает суждения, которые интерпретируют то, что нам дано в чувственном опыте. «Это зеркало», «это звонок к обеду», «этот кусок золота является ковким» – все это обозначения фактов, понимаемых в данном смысле. В любом исследовании приходится принимать ряд подобных фактов в качестве изначальной данности. Это, однако, не означает, что в ходе исследования мы не можем признать ложными некоторые из них.

3. Термином «факт» также обозначаются суждения, которые истинно утверждают неизменное следование или конъюнкцию характеристик. В этом смысле фактами будут такие суждения, как «всякое золото является ковким», «вода замерзает при нуле градусов по Цельсию», «опиум обладает снотворным эффектом». Однако при этом «женщина непостоянна» не будет считаться фактом в этом смысле. Последний пример в лучшем случае будет указывать на спорный факт. То, что считается фактом в этом смысле или даже во втором из перечисленных смыслов, явно зависит от оснований, которые нам удалось аккумулировать, т. е., в конечном счете, от фактов, понимаемых в первом смысле, вместе с некоторыми подразумеваемыми между ними универсальными связями. Было время, когда суждение «Земля является круглой» не имело известных оснований в свою поддержку; позднее оно было использовано в качестве гипотезы, с тем чтобы обусловить целый ряд непосредственно наблюдаемых событий; сегодня данное суждение рассматривается как факт, поскольку если мы усомнимся в нем, то тогда нам придется усомниться и в других составных элементах нашего знания.

4. Наконец, термином «факт» обозначаются вещи, существующие в пространстве и времени, и отношения между ними, в силу которых суждения становятся истинными. Факты в данном смысле не являются ни истинными, ни ложными. Они просто существуют и могут осознаваться нами частично посредством чувственного восприятия. Они могут длиться во времени, могут сталкиваться друг с другом, уничтожать друг друга, расти и исчезать. Также они могут быть неизменными. Факты в этом четвертом смысле отличаются от гипотез, их объясняющих. Гипотеза является истинной и является фактом во втором или третьем смысле, когда в ней утверждается то, чем является факт в четвертом смысле.

Следовательно, различие между фактом и гипотезой не является резким, если под термином «факт» понимать суждение, которое может быть истинным, но для истинности которого никогда нельзя представить окончательные основания.

В достижении фактов в четвертом смысле заключается функция гипотезы. Однако на любом уровне нашего знания данная функция выполняется лишь частично. Тем не менее, как отмечал Джозеф Пристли: «Дефектные и несовершенные теории могут послужить достаточным основанием для проведения полезных экспериментов, которые поспособствуют исправлению старых теорий и обусловят появление новых, более совершенных теорий. Эти новые теории, в свою очередь, приведут к новым экспериментам, которые еще больше приблизят нас к истине. Мы должны продвигаться в нашем исследовании, довольствуясь данным методом аппроксимации, и нам следует радоваться, если с помощью данного медленного метода нам удастся достигнуть хоть какого-то реального прогресса» [63] .

Решающие эксперименты

В свете сделанных замечаний относительно различия между фактом и гипотезой нам следует пересмотреть и по-новому квалифицировать проведенное нами обсуждение верификации гипотез. Широко распространено мнение о том, что единственный решающий эксперимент может зачастую определить выбор в пользу одной из двух соперничающих теорий. Согласно этому мнению, если в одной теории имплицируется суждение, доступное экспериментальной проверке и при этом противоречащее суждению, имплицируемому другой теорией, то, проведя эксперимент, мы можем с определенностью элиминировать одну из теорий.

Рассмотрим две гипотезы: Н1, согласно которой свет состоит из очень маленьких частиц, двигающихся с огромной скоростью, и Н2, согласно которой свет является формой волнового движения. Обе гипотезы объясняют определенный класс событий Е, например, прямолинейное распространение света, отражение света, преломление света. При этом гипотеза Н1 имплицирует суждение р1 о том, что скорость света в воде больше скорости света в воздухе; гипотеза Н2 имплицирует суждение р2 о том, что скорость света в воде меньше скорости света в воздухе. Суждения р1 и р2 не могут одновременно быть истинными. Кажется, что данная ситуация представляет идеальный момент для проведения решающего эксперимента. Если р2 будет подтверждено экспериментом, то р1 будет отброшено, и тогда мы сможем обоснованно утверждать, что гипотеза Н1 не может быть истинной. К 1850 году экспериментальные методы в физической оптике были существенно усовершенствованы, и Фуко удалось показать, что свет движется в воздухе быстрее, чем в воде. Согласно доктрине решающих экспериментов, от корпускулярной гипотезы следовало отказаться раз и навсегда.

К сожалению, не все так просто: современная физика возродила корпускулярную гипотезу Ньютона, с тем чтобы объяснить определенные оптические эффекты. Как это возможно? В чем недостаток, казалось бы, непогрешимой логики доктрины решающих экспериментов?

Ответ прост, однако требует того, чтобы мы еще раз обратили внимание на тесную связь, существующую между наблюдением и теорией. Для того, чтобы вывести суждение р1 из Н1, а также для того, чтобы можно было провести эксперимент Фуко, необходимо сделать много других допущений К относительно природы света и тех инструментов, которые мы используем для измерения его скорости. Следовательно, во время эксперимента проверяется не только гипотеза Н1, но и Н1 и К вместе. Таким образом, логика в основе теории решающего эксперимента такова: если Н1 и К, то р1; но р1 ложно; следовательно, либо Н1 ложно, либо ложно К (частично или целиком). Если же у нас хорошие основания для того, чтобы считать, что К не является ложным, то тогда в результате эксперимента отбрасывается Н1. Но, несмотря на это, в эксперименте на самом деле проверяются Н1 и К вместе. Если обнаружится, что в интересах согласованности нашего знания необходимо пересмотреть допущения, содержащиеся в К, то тогда решающий эксперимент следует переинтерпретировать, и в таком случае он не будет указывать на необходимость отбросить Н1.

Таким образом, каждый эксперимент проверяет не изолированную гипотезу, а весь корпус релевантного знания, имеющего логическое отношение к гипотезе. Если утверждается, что эксперимент опровергает изолированную гипотезу, то это только потому, что все остальные сделанные считаются хорошо обоснованными. Однако данное мнение может оказаться ложным.

Данное обстоятельство достаточно важно, и его следует проиллюстрировать еще на одном примере. Допустим, что мы хотим узнать, является ли наше «пространство» евклидовым, т. е. узнать, равна ли сумма углов физического треугольника двум прямым углам. В качестве вершин такого треугольника мы выбираем три неподвижные звезды, а в качестве сторон треугольника – пути, по которым проходит луч, соединяющий две вершины. Проведя ряд измерений, мы можем высчитать величину углов данного треугольника и получить, таким образом, сумму углов. Допустим, что сумма углов меньше двух прямых. Должны ли мы заключить, что евклидова геометрия ложна? Совсем нет! У нас есть, по крайней мере, три другие альтернативы:

1. Мы можем объяснить расхождение между теоретическими и «наблюдаемыми» значениями суммы углов, предположив ошибку при измерении.

2. Мы можем заключить, что евклидова геометрия не является физически истинной.

3. Мы можем заключить, что «линии», соединяющие вершины треугольника друг с другом, а также с нашими измерительными приборами, на самом деле не являются прямыми. Иными словами, мы можем предположить, что евклидова геометрия является физически истинной, однако свет не движется по прямой линии в звездном пространстве.

Если мы примем вторую альтернативу, то сделаем это на основе предположения о том, что свет распространяется прямолинейно. Данное предположение, хоть и подтверждается большим количеством оснований, тем не менее, все равно не является несомненным. Если мы примем третью альтернативу, то сделаем это, поскольку у нас будут независимые основания для отрицания прямолинейного распространения света или же поскольку отрицание прямолинейного распространения света привнесет в корпус нашего физического знания большую согласованность или систематичность.

Поэтому нам следует заключить, что решающие эксперименты являются таковыми в отношении той или иной гипотезы, если имеется относительно стабильный набор предположений, от которых мы не желаем отказываться. Однако в силу уже описанных причин никогда нельзя дать гарантии, что на определенном этапе от некоторых из этих допущений придется отказаться.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.