1 Проблема познаваемости мира в истории философии

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• «Проблема взаимоотношения человека и мира в социальной онтологии», 368.23kb.
• Темы рефератов диалектическая, метафизическая и креационистская модели развития мира, 52.45kb.
• Проблема жизни, смерти, бессмертия мира, человечества, человека в контексте истории, 302.24kb.
• Нп «сибирская ассоциация консультантов», 206.84kb.
• Вопросы к зачету по курсу «история философии в украине», 20.13kb.
• Проблема реализма и основные концепции соотношения языка и реальности в аналитической, 579.92kb.
• Учебно-методический комплекс специального курса «Проблема человека в Древнегреческой, 209.13kb.
• Учебно-методический комплекс специального курса «Проблема человека в Древнегреческой, 256.77kb.
• Программа минимум кандидатского экзамена по специальности 09. 00. 03 «Истории философии», 494.66kb.
• Проблема следования правилу как проявление радикального эпистемологического скептицизма, 547.43kb.

3.1. Вводные замечания

Мы достаточно подробно рассмотрели структуру научного знания, его уровни, структуру этих уровней, взаимоотношения между уровня­ми и структурными составляющими внутри уровней. И теперь я хочу перейти к методам научного познания.

В прежних курсах философии в качестве методов познания (в том числе и научного) рассматривались анализ и синтез, абстрагирование, индукция и дедукция. Причем очень часто упор делался на пресло­вутые противоположности (ну как же! — анализ и синтез, индукция и дедукция!) и их единство. Если не рассматривать эту гегельянскую схоластику, то можно сказать, что действительно существуют и ана­лиз, и синтез, и абстрагирование, и индукция, и дедукция. Все это верно. Но это дает очень немного для понимания процесса позна­ния. Несколько более содержательными эти понятия, а в особенно­сти индукция и дедукция, становятся в контексте анализа научного познания.

Вначале я позволю себе напомнить вам общее содержание этих понятий.

Анализ — разделение исследуемого объекта на «части» с целью более простого изучения отдельных частей. Анализ присутствует и на эмпирическом уровне, когда мы ставим эксперимент, связанный с выделением какого-то отдельного свойства, стороны изучаемого объекта или процесса. В теоретическом познании анализ присутству­ет в форме выделения частных теоретических задач, определяемых конкретными условиями.

Синтез — объединение частных аспектов, проявлений изучаемых объектов с целью получения общей, более полной картины. В научном познании элементарным видом синтеза является формулирование эмпирических закономерностей. К синтезу также можно отнести постановку сложных комплексных экспериментов, в которых од­новременно имеют принципиальный характер разные аспекты. Бо­лее интересен синтез на теоретическом уровне. Любая теория есть синтез. Любая теория охватывает (синтезирует) единым описанием множество единичных явлений. В еще более явном виде синтетиче­ский аспект теории выступает, когда она объединяет два или больше классов явлений.

Но ничего особенно нового и интересного здесь нет. Мы все это знаем и без слов «анализ» и «синтез».

95

Несколько интереснее обстоит дело с абстрагированием. То, что в науке мы пользуемся абстракциями, ни для кого не новость. Все теоретические объекты носят характер абстракций. Интереснее рас­смотреть вопрос о типах абстракций.

Раньше в логике абстракцию понимали как отвлечение от всего, что для данного рассуждения можно считать несущественным, резкое выделение того или иного свойства объекта. Я перескажу на свой лад шуточный пример, приведенный Г. Гегелем в статье «Кто мыслит абстрактно? » Кто же мыслит абстрактнее всех? Покупательница на базаре, которая называет торговку обдирательницей, живодеркой, спекулянткой. Да, продавщица действительно живодерка, но помимо этого она и мать семейства, огородница, плательщица налогов и пр. Но покупательница выделяет единственную характеристику. Если же говорить без шуток, то такая абстракция называется изолирующей.

И, конечно же, изолирующая абстракция достаточно широко ис­пользуется в научном познании. Любая теория представляет собой использование изолирующей абстракции, поскольку она отвлекается от огромного множества свойств и связей, которые в данном аспекте считаются несущественными.

К классу изолирующих абстракций относятся также упрощения, без которых практически не обходится ни одна теория. Я думаю, вы хорошо помните такие абстракции-упрощения как материальная точка в механике, идеальная жидкость в гидродинамике, идеальный газ, точечный силовой центр и пр.

Еще один вид абстракций, очень близкий к изолирующим абст­ракциям, но не вполне совпадающий с ним, образует абстракции потенциальной осуществимости, когда мы считаем принципиально (потенциально) осуществимыми такие ситуации или процессы, ко­торые в реальности крайне сложно, а иногда и просто невозможно реализовать. Так, например, в квантовой физике часто фигурируют мысленные эксперименты с дифракцией электронов на двух щелях. Но мы знаем, что реально сделать щель, пригодную для изучения дифракции электронов, просто нельзя — неоднородности края щели должны быть много меньше дебройлевской длины волны. Однако мы используем эту абстракцию. Вообще абстракция потенциальной осу­ществимости играет важную роль в методе мысленного эксперимента. Но его мы будем обсуждать позже.

В современной логике выделяются, кроме изолирующих, еще и обобщающие абстракции. И это, пожалуй, наиболее важно для нас. Любой эмпирический закон, любая теория есть обобщение. Обобще­ние конкретных единичных ситуаций. И это тоже понятно. Но я хочу обратить ваше внимание на то, что в науке создаются и используются обобщающие абстракции все большей информационной емкости.

В самом начале своего развития механика описывала совокуп­ность N материальных точек 3N координатами и 3N скоростями. За­тем было выработано понятие ЗИ-мерного конфигурационного про-

96

странства, и система стала описываться точкой в этом пространстве. Следующим шагом явилось создание понятия eN-мерного фазового пространства. Я думаю, что вы хорошо знаете, какую важную роль сыграло понятие фазового пространства в развитии физики. Думаю, что построение статистической механики было бы вообще невозмож­ным без использования понятия фазового пространства (может быть, я и не прав, но все-таки я так думаю). А в квантовой механике ис­пользуется Гильбертово пространство состояний, еще более емкое, чем фазовое.

Использование обобщающих абстракций все более высокой ин­формационной емкости позволяет эффективно «сворачивать» в ком­пактную форму огромный объем информации, что обеспечивает воз­можность роста научного знания.

И наконец, понятия дедукции и индукции. Эти общие понятия уже играют очень важную роль в философии науки, и мы позднее рас­смотрим их детально. А сейчас я просто напомню их содержание:

дедукция — вывод из общих положений некоторых следствий, имеющих частный характер, переход от общего к частному; индукция — общий вывод, сделанный на основе множества част­ных случаев, переход от частного к общему.

Я думаю, вы это и без меня знаете, но общее содержание этих поня­тий получает очень интересную интерпретацию в контексте реального развития науки.

На этом мы заканчиваем раздел, посвященный общим (философ­ским) аспектам научного познания и переходим к более интересным конкретным методам.


3.2. Методы эмпирического уровня познания

Когда говорят о методах эмпирического уровня научного познания, то обычно выделяют два метода — наблюдение и эксперимент. Иногда к ним добавляют в качестве методов сравнение и измерение, но ji ду­маю, что это не методы, а способы обработки, используемые в методах. Поэтому я буду рассматривать только наблюдение й эксперимент.

Наблюдение — это пассивная форма познания. Мы просто наблю­даем, воспринимаем то, что происходит в природе (в обществе) и фик­сируем результаты наблюдения в знании.

Эксперимент — это активная форма. Мы оказываем воздействие с целью посмотреть, а что из этого выйдет. Конечно же, эксперимент включает в себя наблюдение. Оказывая активное действие, мы всегда наблюдаем результат, но это тривиально.

Наблюдение, будучи пассивной формой познания, является значительно более ограниченным по своим возможностям, нежели эксперимент. В тех областях, где мы по тем или иным причинам не можем воспользоваться методом эксперимента, познавательный про-

97

гресс оказывается значительно более медленным, чем в тех случаях, когда мы можем применить метод эксперимента. В качестве такого примера можно привести астрофизику и космологию, в особенности последнюю.

Мы, конечно же, не можем поставить астрофизический экспе­римент. Скажем, взорвать звезду (хотя, если бы могли, то наверно десяток-другой взорвали бы, но — увы!) или сделать с ней что-нибудь еще. Но это не значит, что развитие познания в этой области невоз­можно. И в астрофизике ситуация довольно благополучная. Прежде всего, мы можем наблюдать очень много звезд в разных состояниях и фазах и помногу экземпляров в каждой фазе. В этой ситуации место эксперимента занимает тщательно спланированное наблюдение.

Но, пожалуй, самое важное состоит в том, то мы можем экстра­полировать теоретические результаты, полученные в физике на ос­новании земных опытных данных, на условия звезд. И достаточно успешное развитие познания показывает законность такой экстра­поляции. Более того, существует и обратное влияние астрофизики на земную физику. Так, изучая ядерные реакции в звездах, астрофизики пришли к выводу, что некоторые ядра (углерода, азота) должны об­ладать резонансными возбужденными уровнями, не обнаруженными в земных экспериментах. Тщательно проделанные на ускорителях измерения подтвердили наличие этих уровней.

Так что при наличии развитого теоретического уровня даже пас­сивное наблюдение является достаточно эффективным.

Хуже обстоит дело в тех случаях, когда теоретический уровень развит недостаточно. Так, в космологии мы имеем дело не с теорией Вселенной, а со многими сценариями. Я думаю, вы понимаете раз­ницу между теорией и сценарием. И это обусловливает значительно более медленное продвижение в космологии.

Иначе обстоит дело в тех случаях, когда можно произвести (ак­тивный) эксперимент. В этих случаях и теоретический прогресс значительно больше. Поэтому более важным, можно смело сказать, основным является именно метод эксперимента.

Я думаю, что все вы сами хорошо представляете себе, что такое эксперимент, и потому не буду говорить об этом долго. Я хочу напом­нить вам только основное требование метода — воспроизводимость результатов. Это требование является категорическим. Невоспроиз­водимые результаты бывают только в шуточном журнале «Journal of Irreproducible Results» или в лженауке. Когда ученый продумывает постановку эксперимента, реализует его — то он является пионером, первопроходцем. Но когда эксперимент уже поставлен и описан, то воспроизвести его может просто грамотный техник (при наличии со­ответствующей аппаратуры). Поэтому, когда небезызвестный Трофим Денисович Лысенко (1998-1976) невоспроизводимость результатов своих опытов мотивировал тем, что его опыты «гениальные» и не мо­гут быть воспроизведены обычным средним ботаником, то он ставил

_1

98


себя вне науки. Недаром злые языки говорят, что в каком-то зарубеж­ном энциклопедическом словаре о нем было написано коротко и ясно: Лысенко Т. Д. — известный советский лжеботаник.

Рассмотрим теперь виды или классы экспериментов. Экспери­менты можно классифицировать по ряду признаков, своеобразных осей координат. Первое: по целям выполнения эксперимента. По этому признаку эксперименты можно разделить на проверочные и поисковые. Мы об этом говорили уже весьма подробно и не будем повторяться.

Второе: по объекту экспериментирования. По этому признаку эксперименты можно разделить на «натурные» и модельные. «На­турные» эксперименты — это эксперименты, проводимые непосред­ственно над тем объектом, свойства или законы поведения которого мы хотим узнать. Модельные эксперименты проводятся не над самим объектом, но над его заместителем — моделью — предметом, который в каких-то отношениях отображает изучаемый объект. Примером мо­дельных экспериментов являются эксперименты в аэродинамической трубе над моделью самолета или в гидродинамическом бассейне над моделью корабля. Модельные эксперименты, в свою очередь, можно разделить на два подкласса. Модели могут быть субстратноподобными и субстратнонеподобными.

Упомянутые выше модельные эксперименты в аэродинамических трубах и бассейнах являются субстратноподобными. В них субстрат модели подобен субстрату самого объекта. Настоящий самолет яв­ляется твердым телом и движется в газе, и модель является твердым телом и обтекается газом. При этом вовсе не принципиально, что самолет сделан из дюраля, а модель обычно из пластмассы, хотя и ее можно сделать и из дюраля. Самолет движется в воздухе, а в гид­родинамическую трубу запускают иногда другой газ, но все равно газ. То же самое можно сказать и об экспериментах над моделями судов в бассейне. В бассейн тоже не всегда заливают воду. Так, для более легкого наблюдения эффектов вязкости можно залить глицерин, а для наблюдения эффектов турбулентности какую-нибудь жидкость с малой вязкостью. Но все равно это жидкость, подобная воде. Все эти модельные эксперименты основаны на принципах подобия.

Но модельные эксперименты могут быть и субстратнонеподобны­ми. В этих случаях субстрат модели очень отличается от субстрата моделируемого объекта. Примером таких моделей могут быть элек­тромеханические модели, когда колебательные движения механиче­ской системы моделируются колебаниями токов (напряжений) в элек­трическом контуре. При этом массе соответствует индуктивность, упругой пружине — емкость, вязкому сопротивлению — резистор и пр. Книга Гарри Ф. Ольсена «Динамические аналоги» посвящена такого рода аналогиям. Я помню, что в 50-е годы на Физтехе в каждом билете по аналитической механике была задача на такую аналогию. Другим примером является широко используемая в практике гидро-


99

строительства электрогидродинамическая аналогия (ЭГДА). В этой аналогии потенциальное движение жидкости, в особенности просачи­вание жидкости через грунт в гидротехнических сооружениях, моде­лируется протеканием тока в не очень хорошем проводнике. В конце 40-х — начале 50-х годов движение электронов в электровакуумных приборах моделировалось при помощи распределения потенциала в электролитической ванне. Все это — примеры субстратнонеподоб-ных модельных экспериментов.

И здесь необходимо отметить принципиальное отличие модель­ных экспериментов от натурных. Натурный эксперимент, когда он поисковый, вообще говоря, не требует наличия предварительного теоретического знания. Но модельный эксперимент обязательно свя­зан с весьма развитым предварительным теоретическим знанием. Мы должны знать, что законы поведения модели и моделируемого объек­та аналогичны. И мы должны знать, до каких пределов эта аналогия простирается, т. е. при каких условиях она нарушится. Так, в экспе­риментах в аэродинамической трубе и в гидродинамическом бассейне условием подобия является равенство ряда безразмерных чисел — критериев подобия — числа Рейнольдса, числа Маха, числа Стру-халя, числа Пекле и т. д. И при этом надо иметь в виду, что в теории подобия есть теорема, утверждающая, что при изменении размеров системы все числа не могут быть одновременно сделаны одинаковыми. То есть подобие никогда не бывает полным. В электрогидродинами­ческой аналогии подобие нарушится, с одной стороны, при больших напряжениях, когда начинается пробой, а с другой — при больших скоростях движения жидкости, когда начинается турбулентность и движение перестает быть потенциальным.

Третий признак разделения экспериментов — по характеру их выполнения. По этому признаку эксперименты можно разделить на однофакторные и многофакторные. Однофакторный эксперимент проводится так, что все параметры исследуемого объекта фиксиру­ются, кроме одного, который и изменяется. В прошлом веке это еще называли методом единственного различия. Соответственно в мно­гофакторном эксперименте одновременно изменяются несколько параметров.

Многофакторный эксперимент метрически выгоднее однофактор-ного. В многофакторном эксперименте ошибка (дисперсия статисти­ческого значения) измерения, грубо говоря, во столько раз меньше, чем в однофакторном, во сколько раз больше параметров меняется од­новременно. В связи с этим даже существует математическая теория планирования эксперимента, в которой можно решить, как провести многофакторный эксперимент в соответствии с некоторым крите­рием оптимальности (критерии могут быть разными — требование минимальности числа опытов для достижения максимума какой-то величины, требование минимальности числа опытов для заданной точности и т. д.).

100


Среди авторов, занимающихся теорией планирования эксперимен­та, распространилась точка зрения, согласно которой однофакторный эксперимент безнадежно устарел и должен быть полностью заменен многофакторным. Я же хочу сказать, что, несмотря на очевидную метрическую выгодность многофакторного эксперимента, однофак­торный обладает решающим достоинством. При выполнении одно-факторного эксперимента мы можем сравнительно легко найти (уга­дать) эмпирическую закономерность. Тогда как в многофакторном эксперименте уже при 4-5 факторах задача становится безнадежной. Попробуйте «полазить» в 5-мерном пространстве даже при помощи компьютера! Таким образом, если многофакторный эксперимент об­ладает метрическими преимуществами, то однофакторный имеет гносеологическое преимущество.

И поэтому, несмотря на все широковещательные заявления, кото­рые мне приходилось слышать более двадцати лет назад, однофактор­ный эксперимент продолжает оставаться основным видом научного (познавательного) эксперимента. При этом исследователи проявляют большое хитроумие и изобретательность в организации эксперимен­та так, чтобы он был действительно однофакторным. Даже в самых, казалось бы, безнадежных ситуациях, когда изменение каких-то факторов просто невозможно блокировать, они умеют находить не­ожиданный выход.

Приведу пример: исследуется скорость химической реакции на катализаторе как функция от концентрации реагентов при постоян­ной температуре. Но реакция экзотермическая, и при ее протекании температура реагентов и катализатора растет. Можно ли создать си­туацию с фиксированной температурой? Оказывается, можно — это так называемый циркулярно-проточный метод, когда газовая смесь реагентов проходит очень тонкий слой катализатора и разогревается очень слабо. Но при этом и изменения концентрации веществ незамет­ны. Тогда прогоним смесь по замкнутому контуру много раз, охлаж­дая ее после слоя катализатора до фиксированной температуры.

Так что я опять хочу отметить, что именно однофакторный экс­перимент является основным видом научного познавательного экс­перимента. Вместе с тем в инженерной деятельности, когда нужно быстро получить практический результат (например, найти опти­мальный режим), а вопрос о знании механизма процесса является второстепенным, многофакторный эксперимент имеет несомненные преимущества перед однофакторным.

И наконец, последний признак, который я хотел бы выделить — это степень выполнимости эксперимента. Я буду называть экспери­мент стопроцентно выполнимым, если мы можем оказать на объект любое действие, не заботясь о его последствиях для самого объекта, вплоть до его уничтожения. Рассмотрим, например, полупроводни­ковый диод или транзистор. Можем мы подать на него такой ток, что он сгорит? Конечно, можем. Более того, мы обязательно это сделаем


101

и причем много раз, чтобы выяснить, какой же силы ток он выдер­живает. Если же по той или иной причине мы не можем оказать на объект любое действие, то эксперимент я буду называть нестопро­центно выполненным.

В нашем курсе мы уже встречались с ситуациями, когда экспери­мент стопроцентно невыполним. Например, ситуация в астрофизике и космологии. В этих случаях мы вынуждены ограничиться наблюде-. нием. Но спустимся на более низкий уровень — уровень планеты Зем­ля. Геофизики довольно часто проводят эксперименты по изучению Земли — зондируют Землю радиоволнами или сейсмическими воздей­ствиями. В последнем случае в какой-то точке Земли взрывают заряд и наблюдают распространение сейсмической волны. Но здесь уже приходится соблюдать осторожность. Был случай, когда английские геофизики взрывали на дне Северного моря небольшой заряд — около 10 тонн тротила, а сейсмические станции Европы зарегистрирова­ли толчки силой в несколько баллов по шкале Рихтера. Оказывает­ся, на Земле есть точки, «хвататься» за которые опасно. И, конечно же, никто не станет взрывать ядерный заряд в жерле вулкана, хотя в голову это приходит. Здесь мы встречаемся уже не с техническими ограничениями, а, скорее, с этическими. Нельзя экспериментиро­вать с таким объектом, как Земля, если это сопряжено с опасностью для людей.

От Земли перейдем к макроскопическим объектам малых и сред­них размеров. С неживыми объектами — транзисторами, электриче­скими и механическими системами — все понятно. Но как быть с жи­выми объектами? С вирусами, бактериями, насекомыми дело обстоит просто: биологи экспериментируют с ними стопроцентно. А как быть с животными, особенно высшими? Можно ли стопроцентно экспери­ментировать с собаками, обезьянами? И здесь мы опять имеем дело не с технической, а с этической проблемой. Я хочу отметить очень боль­шую неоднозначность решения этого вопроса. Сами биологи, по-мо­ему, не очень склонны ограничивать свои исследования. Но мораль­ное сознание общества нередко негативно оценивает стопроцентное экспериментирование над животными. Таких экспериментаторов называют вивисекторами, подвергают моральному, а иногда и юри­дическому осуждению. Я надеюсь, что вы помните замечательный роман Герберта Уэллса «Остров доктора Моро», в котором выведен такой вивисектор, изгнанный из общества.

И, наконец, последним объектом изучения в этой цепи является человек. Здесь позиция однозначная: стопроцентное экспериментиро­вание над людьми запрещено. Запрещено и этически, и юридически. Это всегда квалифицируется как преступление.

На этом мы заканчиваем обсуждение методов научного познания эмпирического уровня. И в заключение я хочу коснуться двух часто встречающихся понятий — «мысленный эксперимент» и «матема­тический (численный) эксперимент». Я не буду рассматривать эти

102


очень важные методы в данном разделе, поскольку они не являются методами познания эмпирического уровня, а полностью относятся к теоретическому уровню. И слово «эксперимент» в их названиях следует понимать как метафору и писать в кавычках.

3.3. Методы теоретического уровня познания

3.3.I. Индукция как научный метод, ее осмысление в философии науки и роль гипотез

Мы уже говорили о методе индукции как о методе обобщения, перехода от частных случаев к общим положениям. Сама идея ин­дукции как фундаментального метода познания была выдвинута Ф. Бэконом в начале XVII века. Причем Бэкон, развивая эту идею, трактовал индукцию как сложный многоступенчатый процесс. Он очень резко критиковал прежнюю практику, состоявшую в пере­ходе от двух-трех частных подходящих случаев сразу ко всеобщим сверхобобщениям и предлагал постепенный многоступенчатый про­цесс. После Ф. Бэкона понятие индукции заняло очень прочное место в сознании ученых. Развитием приемов индуктивного обобщения и их применением в конкретном научном познании занимались та­кие выдающиеся ученые, как Роберт Бойль и Исаак Ньютон. Книга Р. Бойля «Химик-скептик», основанная на идеях Ф. Бэкона, стала началом научной химии. Особенно четко индуктивистская концепция Ф. Бэкона была развита в методологии И. Ньютона. И. Ньютон рас­сматривал обобщения самого высокого уровня как фундаментальные принципы, на основе которых должна строиться вся наука. Такой подход получил название «метода принципов».

И вот теперь поставим вопрос: чему противостоит идея индукции? Дедукции? Да ничего подобного! Индукция противостоит дедукции только в гегелевском «диалектическом методе». А в реальности ин­дукция — это просто способ получения более или менее широких обобщений, которые могут быть затем использованы в дедуктивных умозаключениях. И опять мы возвращаемся к вопросу: чему же про­тивостояла идея индукции? Оказывается — гипотезе.

Это противостояние обозначилось в начале XVIII века, когда И. Ньютон произнес свой знаменитый лозунг «гипотез не измыш­ляю» . И с этого времени шесть или семь поколений физиков настой­чиво его повторяли. Таким образом, в сознании естествоиспытателей XVIII — начала XIX века закрепилось противопоставление индук­ции и гипотезы и понимание индукции как единственно правильного обоснования науки.

Ситуация в какой-то мере парадоксальная. Ее парадоксальность состоит в том, что естествоиспытатели выдвигали гипотезы и пользо­вались ими. И сам И. Ньютон выдвинул и развивал корпускулярную гипотезу света. Но при этом к гипотезам относились как к чему-то


103

неполноценному. Даже когда гипотеза использовалась, то считалось, что это временное средство вроде строительных лесов, которые нужно как можно скорее убрать, т. е. дать результату «строгое» индуктивное обоснование.

Иными словами, в XVII — начале XIX века господствовала индук­тивистская модель научного познания. В XVII — начале XVIII века наиболее видными представителями этой позиции были английские естествоиспытатели. В XVIII и начале XIX века эта позиция полно­стью доминировала в английской науке, но крупнейшими ее пред­ставителями уже стали французские физики — Шарль Огюстен Ку­лон (1736-1806), Андре Мари Ампер (1775-1836), Жан Батист Био (1774-1862). Именно Ж. Био наиболее активно продолжал и развивал идеи Ф. Бэкона и И. Ньютона.

В 30-х — 40-х годах прошлого века ситуация начинает меняться, но индуктивистская концепция все еще остается доминирующей. Так, в середине XIX века в Англии любые отрасли естествознания назы­вали индуктивными науками. И даже в начале XX века эта позиция оставалась еще очень влиятельной. Индуктивистской концепции при­держивался весь первый позитивизм и в значительной мере — второй позитивизм. Так что господство индуктивистской концепции продол­жалось больше двух столетий.

Необходимо отметить, что естествознание XVIII и начала XIX века было очень индуктивистским. Основным направлением позна­ния было накопление опытных данных и их индуктивное обобще­ние. В этом аспекте индуктивистский подход действительно отражал научную практику. Однако во второй четверти XIX века развитие науки начинает демонстрировать ограниченность индуктивистского подхода. Уже в процессе создания О. Френелем волновой теории све­та принципиальную роль сыграла гипотеза поперечности световых волн. Но наиболее явной стала роль гипотезы в научном познании в процессе создания теории электромагнитного поля.

Попробуем представить себе, как выглядело бы развитие теории электромагнитных явлений в «индуктивистском исполнении». Это было бы измерение сил, действующих между зарядами в духе Кулона или между токами в духе Ампера, обобщение этих измерений в общие выражения (кстати, именно такую программу пытались реализовать немецкие физики — Франц Эрнст Нейман (1798-1895) и Вильгельм Эдуард Вебер (1804-1891).

Но развитие физики электромагнетизма пошло по другому — фа-радеевскому пути. И решающую роль в этом развитии сыграла гипо­теза электромагнитного поля М. Фарадея. Несомненно, что она имела известные эмпирические основания, но это была именно гипотеза, а не индуктивное обобщение опытных данных.

Дальнейшее развитие физики электромагнитных явлений в ра­ботах Джеймса Клерка Максвелла (1831-1879) также связано с ис­пользованием гипотез. Опять-таки посмотрим, как выглядели бы

104


уравнения электромагнитного поля, если бы к ним подошли как к ин­дуктивным обобщениям.

Здесь я, конечно, допускаю колоссальную модернизацию, когда записываю уравнения для электромагнитного поля, поскольку введе­ние представлений о поле уже не укладывается в рамки индуктивного подхода. Но все же ... Я буду писать уравнения для вакуума, когда D = Е и В = Я.

Уравнениесовместно с формулойможно рассмат-

ривать как индуктивное обобщение закона Кулона.

Уравнение div H = О представляет собой индуктивное обобщение эмпирического факта отсутствия магнитных зарядов (мы не касаемся сейчас гипотезы Дирака о монополях).

Уравнение. Это закон Био-Савара-Лапласа, представ-

ляющий собойиндуктивное обобщение исследований типа Ампера.

И наконец, уравнениеесть выражение индуктивно

полученного закона Фарадея.

Итак,

Таково индуктивное (с учетом оговорки о том, что представление о поле уже есть гипотеза) обобщение опытных данных. Но есть ли это уравнения Максвелла? Вы сами знаете, что нет! Для того чтобы по­лучить уравнения Максвелла, нужно в третьем уравнении ввести до­полнительное слагаемое — ток смещения Максвелла. Введе­ние этого слагаемого не является индуктивным обобщениемникаких опытных данных (по крайней мере того времени) — это типичная гипотеза и, как мы увидим дальше, гипотеза математическая. Основа­нием для ее введения является незамкнутость системы уравнений без тока смещения, выражающаяся в том, что не получается правильного выражения для закона сохранения заряда.

Таким образом, в науке XIX века происходит изменение отноше­ния к гипотезам.

Следует отметить, что в философии понимание роли гипотез в на­учном познании началось даже раньше, чем в самой науке. Я имею в виду работы И. Канта. Этот мыслитель подчеркивал важность ги­потез и даже дал великолепное определение того, что такое гипотеза: гипотеза — это обоснованное предположение. Именно обоснованное,


105

а не любое предположение вообще. Но все же изменение отношения к гипотезам есть результат самого внутринаучного развития. Это из­менение отношения к гипотезам находит отражение и в философии науки. Уже в 80-х годах XIX века начинают появляться очень серьез­ные работы, посвященные методу гипотез в научном познании. Мне в своей работе приходилось пользоваться книгой Эрнеста Навиля «Логика гипотезы» (СПб, 1886). Заметьте — речь идет о логике раз­вития гипотезы.

Однако индуктивистский стиль мышления сохранял очень силь­ные позиции вплоть до начала XX века. Окончательное изменение произошло с развитием физики микромира — возникновением моде­лей строения атома, электронной теории проводимости Джозефа Джо­на Томсона (1856-1940), Эрнеста Резерфорда, Нильса Бора — все это стало окончательным утверждением гипотезы как важнейшего метода научного познания. И в связи с этим я не могу не упомянуть об исклю­чительно интересной работе Анри Пуанкаре «Наука и гипотеза».

Изменения в физике в начале XX века привели к тому, что «маят­ник качнулся в противоположную сторону». Если в XVIII — первой половине XIX века и даже позже господствовала индуктивистская модель науки, то в 20-е годы нашего века она была полностью вытес­нена в философии науки гипотетико-дедуктивной моделью.

Гипотетико-дедуктивная модель научного познания состоит в том, что основным способом развития науки являются гипотезы, из кото­рых дедуктивным способом получаются следствия. И эти следствия в свою очередь проверяются опытом. При этом вопрос о возникно­вении и обосновании гипотезы принципиально не рассматривается, в частности не ставится проблема отношений гипотезы и индукции. Чрезвычайно резко гипотетико-дедуктивная идеология была выра­жена в обсуждавшейся ранее позиции А. Эйнштейна: теория явля­ется свободным творением разума и только проверяется при помощи эксперимента.

Наибольшее распространение гипотетико-дедуктивная модель по­лучила в неопозитивизме. С этой моделью довольно сильно связана концепция науки К. Поппера.

Вообще говоря, господство в неопозитивизме гипотетико-дедук-тивной модели часто вызывает недоумение. Позитивизм первого и второго периода был очень сильно связан с индуктивистским стилем мышления. В позитивизме первого периода он вообще безраздельно господствовал. В этот период все разделы естествознания называли индуктивными науками. Так почему же в неопозитивизме восторже­ствовала гипотетико-дедуктивная модель?

Для того чтобы это понять, надо вспомнить, что в неопозитивизме сильно доминировала формальная логика. Математическую логику неопозитивизм провозгласил инструментом философского анали­за знания. Но индуктивные умозаключения, рассуждения по ана­логии не укладываются в формально-логические схемы. Поэтому



106


неопозитивисты принципиально отказывались учитывать и рассмат­ривать индукцию как важную часть методологии науки. Видный представитель неопозитивизма, лидер Венского кружка научной фи­лософии Мориц Шлик (1882-1936) презрительно называл индуктив­ный подход всего лишь упорядоченной работой гадальщика. Именно этот ультралогицизм неопозитивизма обусловил господство в нем гипотетико-дедуктивного подхода.

В философии науки периода 20-х — 60-х годов XX века господ­ство гипотетико-дедуктивной модели научного знания выражалось в том, что о методе индуктивного обобщения в работах по методоло­гии науки просто не было упоминаний. Не появлялись исследования по изучению и развитию метода индукции. Некоторым исключением была советская философия, в которой о методе индукции говорилось всегда. Однако серьезных разработок все же не было и здесь. Индук­ция фигурировала главным образом в контексте единства и борьбы противоположностей — индукции и дедукции.

В последние три десятилетия положение снова изменилось и при­шло, так сказать, к разумному равновесию. Метод индукции снова стал обсуждаться в философии науки, а гипотетико-дедуктивная модель научного знания не то чтобы вообще исчезла из философии науки, но заняла какое-то странное положение. Она стала исполь­зоваться в качестве «отрицательного эталона». Ее рассматривают для того, чтобы показать, какими преимуществами обладают новые модели по сравнению с гипотетико-дедуктивной.

Но, пожалуй, наиболее важным оказалось понимание того, что само индуктивное обобщение является гипотезой, подлежащей проверке. То есть индукция является способом формирования гипотезы.

Общим итогом нашего обсуждения является утверждение о прин­ципиальной важности гипотезы как метода научного познания. Не разделяя .крайностей гипотетико-дедуктивной модели, можно согласиться, что именно гипотезы являются основным методом раз­вития теоретического уровня научного знания.

Обсуждение гипотезы как метода научного познания является темой следующего раздела.

3.3.2. Гипотеза как метод научного познания

Начиная обсуждение гипотезы как метода научного познания, я хочу обратиться к содержанию этого понятия, к вопросу о том, что такое гипотеза? Я считаю, что определение, данное И. Кантом, пол­ностью раскрывает его: гипотеза — это обоснованное предположение. Заметьте: не любое предположение, а именно обоснованное. Следова­тельно, не любое предположение заслуживает высокого имени гипоте­зы. Например, предположение, что «на планете Эпсилон» в созвездии Тау Кита живут «тау-китяне, которые размножаются почкованием», никак не может быть названо гипотезой.


107

Что же можно назвать обоснованием, которое и делает предполо­жение гипотезой?

Прежде всего, гипотеза должна решать какие-то реальные пробле­мы, возникающие при развитии науки. Если предположение ничего не решает, то это никакая не гипотеза. Кроме того, очень желательно указать дополнительные основания — почему выбирается именно эта гипотеза. Это очень нужно в тех случаях, когда для решения ка­кой-нибудь проблемы может быть предложено несколько различных гипотез. И наконец, значительным моментом является указание на то, как эту гипотезу можно проверить. В дальнейшем этот аспект мы еще раз будем обсуждать в разделе, посвященном методологическим принципам, а именно принципу проверяемости.

Рассмотрим вкратце, какие типы гипотез используются в научном познании. Мой обзор никоим образом не претендует на полноту, но все же я думаю, что выделенные типы чаще всего встречаются в про­цессе познания.

Простейшим типом гипотезы являются гипотезы о характере кон­кретной функциональной формы эмпирической зависимости (прямая, парабола, экспонента и пр.). Такого рода гипотезы проверяются ста­тистической проверкой по критерию «хи-квадрат» Пирсона. Этот тип гипотез наименее интересен в гносеологическом смысле.

Вторым, более сложным типом, являются гипотезы о наличии у каких-либо уже известных науке объектов пока еще неизвестных свойств или характеристик. Этот тип гипотез интересен тем, что в них, как правило, речь идет об объектах второго, третьего и более высоких эмпирических уровней, то есть о таких, которые в феноменалистиче-ской позитивистской концепции квалифицируются как фиктивные интерфеномены. Но в реально существующей науке именно гипоте­зы о свойствах такого рода объектов играют наиболее важную роль в развитии науки.

Классическим примером гипотезы этого типа является предполо­жение о спине электрона. Напомню коротко о том, как она возникла и сформировалась. К осени 1924 года знания физики об электроне были весьма обширными. В частности, уже было хорошо извест­но квантование состояний электронов в атомах по трем квантовым числам — главному (п), орбитальному (I) и магнитному (т). На этом пути были достигнуты очень большие успехи в объяснении атомных спектров. Однако оставались весьма серьезные трудности, связанные с объяснением аномального эффекта, открытого Питером Зееманом (1865-1943) (эффект Зеемана в слабых магнитных полях), в частно­сти, не имела объяснения дублетная структура спектральных линий. Следует заметить, что еще в 1922 г. Альфред Ланде (1888-1975) при построении векторной модели атома пытался использовать полуцелые значения магнитных квантовых чисел. Обобщая эти попытки, Вольф­ганг Паули (1900—1958) осенью 1924 г. выдвинул гипотезу о том, что, кроме трех известных квантовых чисел (п, I, то), электрон обладает

108


еще и четвертым квантовым числом, которое может принимать толь­ко два значения. Связь четвертого квантового числа с расщеплением спектральных линий в магнитном поле позволяла продолжить эту идею и связать его с наличием у электрона магнитного момента, что привело в 1925 г. Джорджа Юджина Уленбека (1900-1974) и Самю­эля Абрахама Гаудсмита (1902-1978) к гипотезе спина электрона.

Третьим типом (или классом) гипотез являются гипотезы о суще­ствовании еще неизвестных объектов, но с какими-то известными характеристиками. Такого рода гипотезы даже более сильно связаны с теоретическим опосредованием, чем гипотезы второго типа. И воз­ражения феноменалистов чаще всего обращались именно против та­ких гипотез (вспомним, как яростно отвергал существование атомов Э. Мах). Классическим примером этого типа гипотез является гипо­теза нейтрино. Напомню вам, как она возникла. Исследования яв­ления /3-распада атомных ядер показали, что энергетический спектр /3-электронов является непрерывным и имеет вид, схематически пред­ставленный на рис. 1-3.

dn dE

В то же самое время уже было хорошо известно, что все атомные и субатомные переходы имеют дискретный характер и дают очень четкие дискретные линии. Так, дискретными являются и а-распад, и 7"переходы. На общем «фоне» этой дискретности непрерывность спектра /З-электронов выглядела чем-то очень странным. Такая странность побудила Н. Бора выдвинуть гипотезу о том, что в явле­ниях /?-распада нарушается закон сохранения энергии. Точнее, что он выполняется только в «среднем» для некоторого среднего значе­ния энергии £_с , но относительно этого среднего значения энергия в индивидуальных актах распада может отклоняться как в одну, так и в другую сторону.


109

В противовес этой гипотезе В. Паули (1900-1958) выдвинул дру­гую, а именно, что энергия, выделяющаяся в индивидуальном акте распада, всегда одинакова и равна £_тах (закон сохранения энергии выполняется строго), но во время /3-распада, кроме электрона, ро­ждается еще одна частица, обладающая энергией. Таким образом, полная энергия распада £_тах делится между электроном и этой ги­потетической частицей, что и приводит к непрерывности спектра. Сама эта новая частица нейтральная и не вызывает ионизации (не оставляет следов в камере Вильсона), а также обладает очень боль­шой проникающей способностью (очень слабым взаимодействием). Вольфганг Паули называл эту частицу «маленький нейтрончик», а Энрико Ферми предложил название «нейтрино». В данной гипоте­зе нейтрино — это еще не извести ый объект, но обладает известным свойством — энергией.

Следует сказать, что сам В. Паули был недоволен своей гипотезой. Он говорил, что сделал ужасное для физика предположение — пред­положил существование объекта, который никогда не будет обнару­жен. Как вы знаете, поглощение нейтрино было зарегистрировано через 20 лет в опытах, где использовался интенсивный поток нейтри­но от реактора. Таким образом, В. Паули оказался неправ в оценке собственной гипотезы. Причем эту неправоту можно было предвидеть заранее. Ведь эмпирическое значение константы /3-распада было уже известно и можно было уже в то время указать условия, при которых наблюдение поглощения нейтрино станет возможным.

Однако первое подтверждение гипотезы Паули было получено еще раньше. В силу общих законов нейтрино, коль скоро оно обладает энергией, должно обладать также и импульсом (энергия есть четвер­тая компонента 4-вектора энергии-импульса). Это означает, что, если при /3-распаде испускается не только электрон, но еще и нейтрино, треки электрона и ядра отдачи будут неколлинеарны. И эта некол­линеарность треков была обнаружена весьма скоро.

Гипотезы второго и третьего типов исключительно широко ис­пользуются в научном познании, и я думаю, что каждый из вас мо­жет привести множество примеров такого рода из своей собственной области науки.

Четвертый тип гипотез, которые я хотел бы выделить, это мате­матические гипотезы. Математические гипотезы характеризуются тем, что предположение сразу вводится в виде математического вы­ражения. Наиболее часто этот тип гипотез встречается в виде мо­дификации уравнения, описывающего какой-либо процесс. Такая модификация обычно состоит в том, что в уравнение вводится до­полнительный член. Реже такой модификацией является изменение степени. Эти варианты математических гипотез являются наиболее важными (и интересными с методологической точки зрения).

Довольно часто математическая гиптеза выступает в виде кон­струирования математического выражения на основе соображений