Научное объяснение

Существуют объяснения разных типов в соответствии с разными видами причин и оснований, задействованных в них. Объяснения того вида, которые используются в науке, я буду называть «научными объяснениями». Классическое выражение природы научного объяснения было выдвинуто К. Г. Гемпелем и П. Оппенгеймом и позже развито Гемпелем¹. Согласно гемпелевской формулировке, причины – это группа событий (состояний или изменений) С, известных как «начальные условия», часть которых мы можем произвольно выделить как причину. «Почему» – это совокупность законов природы (.L). В нормальных условиях они представляют собой универсальные обобщения, имеющие форму: «Все А являются такими-то и такими-то» или «Все А делают то-то и то-то», например, «Все объекты из меди, помещенные в азотную кислоту, растворяются при условии такой-то температуры и такого-то давления». В таком случае, С и L полностью объясняют Е, если Е дедуктивно следует из них. Мы объясняем конкретный взрыв воспламенением определенного количества пороха в условиях определенных температуры, давления и влажности и делаем обобщение, говоря, что в данных обстоятельствах загорание пороха приводит к взрыву. Когда лакмусовая бумажка, помещенная в кислоту, становится красной, мы делаем обобщение, говоря, что лакмусовые бумажки, помещенные в кислоту, всегда становятся красными. Сложные научные объяснения ссылаются на многие законы или обобщения и сложные описания предшествующих событий, из которых следует далеко отстоящее от них дедуктивное заключение, объясняющее возникновение этого события или состояния. Законы Ньютона и то, как были расположены Солнце и планеты тысячи лет назад, объясняют, почему Солнце и планеты сегодня находятся именно в таком положении.

Этот нормальный случай научного объяснения назван Гемпелем «дедуктивно-номологическим объяснением», или Д-Н-объяснением «дедуктивным», потому что Е дедуцируется из Г и С, а «помологическим» (от греч. nomos, «закон»), потому что в этом объяснении задействованы законы. Д-Н-объяснение события – это полное объяснение. Однако в некоторых случаях задействованный в объяснении закон: может оказаться: вероятностным, то есть утверждением типа «n процентов всех А являются В», где п находится в промежутке между 0 и 100. Это может быть закон генетики о том, что «90 процентов потомков от таких-то и таких-то скрещиваний: имеют голубые глаза» (или: «вероятность того, что потомки от таких-то и таких-то скрещиваний будут иметь голубые глаза, равна 0,9». В данном случае речь идет о статистической вероятности). В таких случаях, согласно Гемпелю, закон L и начальные условия С будут объяснять Е, если L и С повышают вероятность события Е (в данном случае высокая вероятность – это индуктивная вероятность, то есть показатель того, какое количество данных подкрепляет некую гипотезу – в данном случае гипотезу о том, что произошло событие Е). Таким образом, если некий индивид а является потомком, появившимся на свет в результате установленного скрещивания, этот факт, наряду с законом, означает, что а имеет голубые глаза. Тогда, полагает Гемпель, закон и начальные условия в совокупности объясняют наличие голубых глаз у а. Однако понятие индуктивной вероятности в том случае, когда она «высокая», весьма неопределенно, и похоже, что закон и начальные условия могут дать какое-то объяснение события, даже если вероятность и не очень высокая, поскольку закон и начальные условия делают возникновение данного события более вероятным, а не наоборот. Таким образом, вслед за другими² я внесу следующую поправку в гемпелевскую трактовку статистического объяснения: закон L и начальные условия С объясняют событие Е, если они повышают вероятность возникновения Е. Очевидно, что объяснение, включающее вероятностные законы, может быть только частичным объяснением. Здесь все еще остается вопрос, почему данные начальные условия возымели такой эффект.

Наука не только объясняет конкретные события, но может также формулировать законы. Если из L₁ следует, что, допустим, в конкретных условиях С действует Z₂, то L₁ вместе с С объясняют действие L₂ (если это следствие является дедуктивным, то объяснение будет полным, а если L₁ делает L₂ лишь возможным, то и объяснение будет лишь частичным). Более фундаментальные законы объясняют действие менее фундаментальных. Устанавливая некое допущение относительно строения газообразного вещества, ньютоновские законы движения объясняют уравнение состояния газа Вандер-Ваальса. А также нередко одна совокупность законов объясняет другую, когда имеется несколько более слабое отношение. L (допустим, вместе с неким С) может вызвать и сделать возможным явление, предсказанное L₂ – в высокой: степени: приближения. Тогда из этого следует, что истинные законы природы в области L₂ очень мало отличаются от Z₂, но при этом L₂ весьма существенно к ним приближается.

Из ньютоновских законов движения следует, что (с учетом данного расположения Солнца и планет) законы Кеплера осуществляются с высокой степенью приближения. Я буду следовать обычному словоупотреблению и скажу, что в таких условиях L₂ действует с высокой степенью приближения:, и что L₁ объясняет действие L₂

Гемпель утверждал, что объяснение, которое на первый взгляд кажется не соответствующим этому научному образцу, на самом деле может очень легко быть приведено в соответствие с ним. Так, например, мы пользуемся объяснениями научного образца не только когда занимаемся наукой, но и в повседневной жизни. То, что сыр заплесневел, мы объясняем тем, что его оставили в теплом месте на две недели, а также с помощью обобщения: сыр почти всегда плесневеет, если его оставить в тепле на две недели. Наше объяснение нередко принимает [редуцированную] форму, когда возникновение некоего феномена объясняется не через событие, а через объект. Мы можем сказать, что причина разбитого окна – кирпич, но когда мы так говорим, мы подразумеваем, что причина разбитого окна – некое событие, включающее в себя кирпич (например, его быстрое движение), и эта редукция к объяснению научного образца на первый взгляд выглядит вполне убедительно.

Однако это рассуждение нуждается в дополнении для того, чтобы провести различие между случайно истинным (универсальным или вероятностным) обобщением и истинными законами природы, которые интуитивно включают физическую необходимость или вероятность. Обобщение «все вороны: черные» и «это ворон» не объясняет «это черное» до тех пор, пока это обобщение было утверждением о том, что существует некая каузальная связь между «быть вороном» и «быть черным» (а именно, что вороны должны быть черными), и эта связь имеет форму физической необходимости. Сходным образом, нам следует добавить, что статистическое обобщение «n процентов всех А являются В» (статистическая вероятность и всех А являются В) не объясняет частный случай А, являющееся В, до тех пор, пока оно утверждает некую каузальную связь между «быть А» и «быть В». Так будет в том случае, если утверждается, что каждому А свойственна ⁿ/₁₀₀ физической вероятности «быть В». Следует напомнить, что под физической вероятностью события я понимаю некое преобладание или тенденцию в природе. Если природа полностью детерминистична, то единственной физической вероятностью в природе будет вероятность, равная единице (физическая необходимость), или же равная нулю (физическая невозможность). Но если в природе присутствует в какой-то мере индетерминизм, тогда существует и физическая вероятность в промежутке между единицей и нулем. В том случае, когда вероятностные обобщения связаны с этим, мы можем назвать их вероятностными законами: например, большинство интерпретаторов квантовой теории утверждают, что ее основная формулировка представляет собой фундаментальные законы такого рода. В последнем случае «n процентов всех А являются В» вместе с «это А» будет (отчасти) объяснять «это В», если из «быть А» следует с физической вероятностью ⁿ/₁₀₀, что данная вещь будет В. Только таким образом здесь возникнет некая каузальная связь между «быть А» и «быть В», которая необходима нам в том случае, когда высказывание «n процентов всех А являются В» объясняет А, являющиеся В. Напротив, голосование Джона за консервативную партию не объясняется тем, что его имя в телефонной книге находится на странице 591, и 70 процентов тех, чьи имена находятся на этой странице, проголосовали за консервативную партию, поскольку последнее обобщение всего лишь констатирует некое положение дел, но из него не становится понятно, каким образом пребывание имен этих людей на данной странице подтолкнуло их к голосованию за консервативную партию.

В дальнейшем я буду обращаться к исправленному варианту позиции Гемпеля, когда речь пойдет об объяснении с помощью вероятностных законов описанным способом и так или иначе дополненным для того, чтобы провести различие между истинными обобщениями и законами, включающими физическую необходимость или вероятность, дополняющую позицию Гемпеля. Но значимость этой модели зависит от того, как мы трактуем понятие «закон природы» и, соответственно, понятия физической необходимости и вероятности, связанные с законом природы. Одна точка зрения, восходящая к Юму, представляет собой теорию регулярности. С этой точки зрения, законы природы являются просто способами поведения объектов: то, как объекты себя вели, ведут и будут вести. «Все объекты из меди, помещенные в азотную кислоту, растворяются при условии такой-то температуры и такого-то давления» – это истинный универсальный закон природы, если и только если все куски меди, будучи помещенными в азотную кислоту в заданных условиях всегда растворялись, растворяются и будут растворяться. «50 процентов атомов С₁₄ распадаются в течение 5 600 лет» – это истинный статистический закон, если и только если с учетом всей истории вселенной половина атомов С₁₄ распадались за 5 600 лет. Однако нам нужно провести различие между законами природы и акцидентальными обобщениями, которые являются истинными просто случайно³. «Все золотые шары меньше в диаметре, чем одна миля» может оказаться истинным универсальным обобщением, но это имеет силу только в том случае, если во вселенной не существует цивилизации, способной приложить достаточные усилия для создания такого шара. Теория регулярности достигла своей развитой формы, которая пытается учитывать это различение в работе Дэвида Льюиса.

Согласно Льюису, «регулярности заслуживают звания закона не сами по себе, а через объединенную работу системы, в которой они задействованы либо как аксиомы, либо как теоремы»⁴. Лучшая система – это система регулярностей, которая обладает (относительно конкурирующих систем) самой лучшей комбинацией силы и простоты. Сила связана с тем, насколько эта система успешна в прогнозах, иными словами, делает ли она много реальных событий прошлого, настоящего и будущего (обозримого или нет) возможными, а очень немногие актуальные события – невозможными. Простота связана с тем, насколько регулярности сочетаются друг с другом, и, безусловно, каждая из них обладает внутренней простотой, о чем Льюис подробно не говорит, хотя, конечно, мог бы. Истинные законы – это регулярности лучшей системы. Акцидентальные обобщения – это регулярности, которые не складываются в такую систему. Они свободно парят, не будучи выводимыми из более фундаментальных регулярностей. Таким образом, утверждение «все золотые шары меньше в диаметре, чем одна миля», даже если оно истинно, возможно, не является законом, поскольку оно не выводимо из лучшей системы – о чем свидетельствует тот факт, что оно с очевидностью не следует из наших современных лучших приближений к этой: окончательной: лучшей системе – объединения теории относительности и квантовой теории. Примерно то же самое можно сказать и о вероятностных законах: если и только если выражение «90 процентов всех А есть В» представляет собой следствие лучшей системы регулярностей, то оно будет законом природы. Если (и только если) оно следует из такой лучшей системы, при которой из заданного А будет следовать данное В (при соблюдении определенных сложных условий), тогда данное А является причиной данного В. Льюисовское понимание законов природы изложено в его работе «Юмовская супервентность», где сказано, что всё существующее является логическими супервенциями по отношению к «огромной мозаике частных моментов конкретного факта», которую он интерпретирует как пространственно-временную систему внутренних свойств, или «качеств»⁵. Законы природы и причинность, согласно Льюису, входят в число таких супервентных вещей⁶.

Однако если предполагается, что законы природы объясняют всё – в том числе способны объяснить, как и почему одна вещь является причиной другой, как это и предполагают последователи Юма, – это, похоже, представляет собой непреодолимое возражение для любой точки зрения в рамках юмовского подхода, включая и позицию Льюиса. Поскольку то, является ли некая регулярность законом, зависит (с точки зрения данного подхода) не только от того, что произошло, но и от того, что будет происходить во всей будущей истории вселенной, из этого следует, что является ли А причиной В теперь зависит от этой будущей истории. Однако каким образом может то, что случится когда-нибудь в будущем (может быть, через два миллиарда лет), служить доказательством того, что А в настоящее время является причиной В, и, следовательно объяснять, почему В произошло? Очевидно, что является ли А причиной В, связано с тем, что происходит в настоящее время, а вопрос о том, будет ли существовать мир через два миллиарда лет, не может повлиять на то, каким образом А в настоящее время является причиной В. То, что еще не произошло, не может влиять на истинное объяснение того, почему В произошло (а именно, что произошло А, и оно стало причиной В), хотя, конечно, оно может влиять на то, что мы считаем истинным объяснением. (Пойдем другим путем и допустим, что некое предполагаемое объяснение является самым простым объяснением фактов, а прошлое и будущее свидетельствуют о том, что это истинное объяснение, – однако всё это не придает ему статус истинного объяснения). Более того, именно вследствие той роли, которую они играют в процессе каузальности, говорят, что эти законы природы порождают контрфакту алы. Предположим, что утверждение «все объекты из меди при нагревании расширяются» – это закон природы, но я не нагреваю какой-то определенный кусок меди, и тем не менее, совершенно очевидно, что в данном случае это означает «если данный кусок меди нагреть, он должен расшириться». Но если закон [природы] просто фиксирует то, что происходит (или происходило, или произойдет), то как он сможет быть основанием для контрфактических высказываний? Он был бы таким основанием только в том случае, если бы имелся некий более глубокий вид необходимости, встроенной в него, чем та, которая обеспечивается соответствием [лучшей] системе. Соответствие системе могло бы служить доказательством, если бы не этот вид более глубокой необходимости.

Таким образом, отвергнув юмовское понимание закона достаточного основания, рассмотрим теперь альтернативные подходы к физической необходимости (и физической возможности), задействованной в законах природы, которые анализируют ее на основе моделей актуальных событий. Физическая необходимость может рассматриваться либо отдельно от объектов, которые ею управляются, либо как конститутивный аспект этих объектов. Первый подход ведет к такой картине мира, при которой мир состоит, с одной стороны, из событий (конституированных сущностями, которые обладают свойствами, приобретают их или лишены их), а с другой стороны, из законов природы (включающих в себя физическую необходимость или возможность), и такой мир может развиваться с учетом возможности существования миров, в которых нет событий, но есть лишь законы природы⁷. Таким образом, законы природы являются здесь реальными онтологическими сущностями.

В последнее время этот подход широко обсуждался в следующей версии, а именно, что законы природы – это отношения между универсалиями⁸ (универсалии – это свойства, которые могут быть полностью реализованы во многих различных объектах, как, например, «коричневый» – это универсалия, поскольку бесчисленное количество различных вещей могут быть коричневыми). Фундаментальный закон природы, согласно которому «все фотоны движутся со скоростью 300 000 км/с относительно любой инерциальной системы отсчета», состоит в утверждении такой связи между универсалией «быть фотоном» и универсалией «двигаться со скоростью 300 000 км/с относительно любой инерциальной системы отсчета». Эти универсалии связаны друг с другом, но данная связь не является логически необходимой, иными словами, она вовсе не предполагает, что всё, что перемещается с этой скоростью, обязательно должно быть фотоном. Эта связь между универсалиями является физически необходимой. Такое предположение может возникнуть в том случае, если: кто-то рассматривает в качестве причины некоей ситуации (например, появление фотона) создание свойств, которые, будучи универсалиями, должны быть реализованы, что подразумевает перенесение их с вечного Неба на Землю вместе со всем, что связано с этими универсалиями, а именно, вкупе с другими универсалиями (например, движение со скоростью 300 000 км/с). Но почему мы должны верить, что существует такое платоновское Небо, в котором целокупно пребывают универсалии? И каким образом универсалии могут воздействовать на мир? Это в высшей степени загадочная связь, не имеющая себе аналога, – причинная связь между миром, находящимся вне пространства и времени, и нашим миром.

Альтернативой подходу, согласно которому физическая необходимость включена в законы природы как нечто отдельное от объектов, которыми они управляют, будет подход, согласно которому физическая необходимость рассматривается как конститутивный аспект этих объектов. Способ, которым он обычно проявляет себя, можно назвать «субстанциально-силовым-и-предрасположенным» (С-С-П)⁹ подходом к законам природы. «Объекты» («что») такой причинности – отдельные субстанции (эта планета, эти молекулы воды и т. д.). Они оказывают воздействие в соответствии со своими возможностями (силами) и в соответствии со своей предрасположенностью (детерминистичной или вероятностной) осуществлять эти силы в определенных условиях, зачастую будучи вызванными другими обстоятельствами. Силы и предрасположенности («почему») относятся к свойствам субстанций. В таком случае законы: природы – это всего лишь закономерности – не только пространственно-временная последовательность (как у Юма), но и закономерности в каузальных силах (проявленных и непроявленных) субстанций: различного рода. То, что нагретый кусок меди расширяется – это закон, означающий, что каждый кусок меди обладает каузальной силой к расширению и предрасположенностью проявлять эту силу при нагревании. Вероятно, субстанции делятся на виды таким образом, что все объекты одного и того же вида обладают одними и теми же силами и предрасположенностями. Силы и предрасположенности объектов макромира (куска меди) выводятся из сил и предрасположенностей объектов микромира, которые их составляют (атомов, а в конечном счете кварков, электронов и т. д.). Таким образом, данная удовлетворительная теория, интегрирующая всё научное знание, все предельные частности, будет иметь дело с одними и теми же силами и предрасположенностями (например, сила воздействия, являющаяся функцией от массы, плотности, вращения и т. д., а также предрасположенность проявлять ее в условиях изменяющихся массы, плотности, вращения и т. д. других объектов).

Эта оценка конечных детерминант всего происходящего как всего лишь субстанций и их каузальных сил и предрасположенностей обеспечивает объяснение действительности в привычных терминах. Вскоре я рассмотрю более подробно вопрос о том, что мы сами обладаем каузальными силами, которые, в отличие от неодушевленных объектов, можем проявлять избирательно. Тип объяснения С-С-П был привычным для античного и средневекового мира, до того как выражение «законы природы» вошло в обиход в XVI в. Затем он был возвращен к жизни Р. Харре и Э. X. Мэдден в «Каузальных силах»¹⁰. Когда выражение «законы природы» стало привычным в XVI в., их сочли божественными, и таким образом это выражение заняло свое естественное место в теистической картине мира. Но если Бог существует и делает все вещи в мире такими, каковы они есть, Он наверняка действует не напрямую, а поддерживая законы природы, которые, согласно этому подходу, действуют через те силы и предрасположенности, которыми субстанции обладают, и сохраняют эти силы и предрасположенности в субстанциях. Однако сама структура объяснения на основе субстанций, сил и предрасположенностей не предполагает существование Бога, действующего таким образом.

Данный подход (С-С-П), в отличие от юмовского и в отличие от теории универсалий, уводит нас от гемпелевской структуры научного объяснения в решающем отношении, поскольку «законы природы» больше не играют каузальную роль в объяснении конкретных феноменов. То, что заставляет расширяться конкретный кусок меди, это сам этот кусок, его способность (сила) к расширению и его предрасположенность к проявлению этой силы при нагревании. Закономерность, согласно которой другие куски меди будут иметь такие же силы и предрасположенности, не является частью данного объяснения. Каузальность является сущностной частью закона природы, в то время как закон природы не является сущностной частью каузальности. С-С-П подход к законам природы и к объяснению конкретных событий представляется мне более удовлетворительным, чем другие подходы. Наличие закономерности в каузальных силах и предрасположенностях конкретных субстанций, а также в их поведении, которые конституируют «законы природы», влечет за собой то, что конкретные субстанции будут обладать конкретными силами и предрасположенностями, и, таким образом, любые данные о том, что нечто делает возможным то-то и то-то (например, «все А делают то-то и то-то в условиях С»), будет законом природы, поскольку существуют данные о том, что оно индуктивно возможно, так как зафиксирован его отдельный случай (например, что данное А обладает такой-то силой и предрасположенностью проявлять ее в обстоятельствах С). Но такой закон не объясняет, почему эти субстанции обладают данными силами и предрасположенностями. Таким образом, подход С-С-П ставит вопрос о том, почему так много субстанций обладает сходными силами и предрасположенностями по отношению друг к другу (почему любые субстанции во вселенной обладают силой взаимного притяжения тем способом, который установлен, к примеру, «законами» Ньютона?). Мы вернемся к этому вопросу в 8 главе. Однако, как мы увидим, по существу тот же самый вопрос возникнет и в отношении других подходов к законам природы, но аргументация данной книги не зависит от моего предпочтения того или иного подхода к законам природы или типа научного объяснения. Таким образом, я буду просто использовать улучшенный вариант гемпелевского подхода без предварительных пояснений, как его следует разъяснять или исправлять. Однако в ключевых моментах я привлеку внимание читателя к альтернативным подходам к законам природы: и к научным объяснениям, и особенно к подходу С-С-П. А теперь я перейду к рассмотрению совершенно иного типа научного объяснения – личностного объяснения.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.