Они возражали против вопросов "почему?", так как обычно эти вопросы были метафизическими. Сейчас философская атмосфера изменилась. В Германии очень немного филосо- фов, продолжающих работать в идеалистической традиции, а в Англии и Соединенных Штатах Америки они практически исчезли. В результате мы больше не беспокоимся относи- тельно вопросов "почему?". Мы не должны говорить "не спрашивайте нас "почему?", так как теперь, когда кто-то спрашивает "почему?", мы полагаем, что он понимает воп- рос в научном, неметафизическом смысле. Он просто про- сит нас объяснить нечто в рамках эмпирических законов. Когда Я был молод и участвовал в Венском кружке *, не- которые из моих ранних публикаций были написаны в ка- честве реакции на философский климат немецкого идеализ- ма. Вследствие этого мои публикации, как и публикации других участников кружка, были полны утверждений запре- щающего характера, подобных тем, которые я только что обсуждал. Эти запрещения должны быть поняты с учетом той исторической ситуации, в которой мы находились. Сейчас, особенно в Соединенных Штатах Америки, мы редко делаем такие запрещения. Оппоненты, с которыми мы встречаемся здесь, совершенно другого склада, и харак- тер их возражений часто определяет способ, с помощью которого они выражают свои взгляды. Когда мы говорим, что для объяснения данного факта необходимо использо- вать научный закон, мы желаем прежде всего исключить ту точку зрения, согласно которой метафизические агенты должны быть найдены раньше, чем сам факт может быть адекватно объяснен. В донаучные эпохи это был, конечно, обычный тип объяснения. В те времена мир представлялся населенным духами или демонами, которые непосредственно не наблюдались, но которые своими действиями вызывали дождь, наводнение, удар молнии. Что бы ни случилось, там было нечто-или, скорее, "некто,-ответственное за событие. Психологически это понятно. Если человек дела- ет мне что-то, что мне не нравится, для меня естествен- но сделать его ответственным за это, рассердиться на него и нанести ответный удар. Если туча поливает меня водой, я не могу повлиять на тучу, но могу найти выход моему гневу, если сделаю тучу или некоего невидимого демона, скрытого за нею, ответственным за дождь. 3 могу выкрикивать проклятия демону, грозить ему кулаком. Мой гнев утихнет. Я почувствую себя лучше. Легко понять, какое психологическое удовлетворение находили люди в донаучных обществах, воображая некие силы позади явле- ний природы. Со временем, как мы знаем, общества отка- зались от своей мифологии, но иногда ученые заменяют духов факторами, которые в действительности мало от них отличаются. Немецкий философ Ганс Дриш, который умер в 194* году, написал много книг о философии науки. В на- чале своей деятельности он был выдающимся биологом, из- вестным своими работами о некоторых реакциях организ- мов, включая регенерацию морских ежей... Но Дриш инте- ресовался также философскими вопросами, в частности те- ми, которые имеют отношение к основаниям биологии, поэ- тому, возможно, он и стал профессором философии. В об- ласти философии он также создал ряд блестящих работ, но в его философии был один аспект, который я имей друзья по Венскому кружку не ценили столь высоко. Это был его способ объяснения таких биологических процессов, как регенерация и репродукция. В то время, когда Дриш про- водил свои биологические исследования, считалось, что многие характеристики живых тел не могут быть найдены нигде, кроме них (сегодня яснее видно, что существует непрерывная связь между органическим и неорганическим миром). Он хотел объяснить эти уникальные черты орга- низмов, поэтому постулировал то, что называл "энтелехи- ей". Этот термин был введен Аристотелем, который прида- вал ему другое значение, но нам нет необходимости об- суждать это значение здесь. Дриш, в сущности, утверж- дал: "Энтелехия есть некоторая специфическая сила, ко- торая заставляет живые тела вести себя так, как они се- бя ведут. Но вы не должны думать о ней как о физической силе, такой, как гравитация или магнетизм. О, нет, ни- чего подобного". Энтелехия организмов, утверждал Дриш, имеет различные виды, зависящие от стадии эволюции ор- ганизмов. В простейших, одноклеточных организмах энте- лехия сравнительно проста. По мере того, как мы подни- маемся по эволюционной лестнице от растений к низшим животным, от них - к высшим животным и, наконец, к че- ловеку, энтелехия становится все более и более сложной. Это обнаруживается в значительной степени в том, как явления объединяются в высшие формы жизни. То, что мы называем "разумом" человеческого тела, в действитель- ности есть не что mice, как часть энтелехии человека. Энтелехия представляет собой значительно большее, чем разум, или по крайней мере большее, чем сознательный разум, потому что она ответственна за все то, что каж- дая клетка делает в теле. Если я порежу палец, клетки пальца образуют новую ткань и доставят к месту пореза вещества, которые будут убивать приходящие бактерии. Эти явления сознательно не управляются разумом-Они встречаются и в пальце одно- месячного ребенка, который никогда не слышал о законах физиологии. Все это, наста- ивал Дриш, обязано энтелехии организма, одним из прояв- лений которой является разум. Поэтому дополнительно к научному объяснению Дриш разработал теорию энтелехии, которую он предложил в качестве философского объяснения таких научно необъяснимых явлений, как регенерация час- тей морских ежей. Является ли это объяснением? Я и мои друзья имели с Дришем несколько дискуссий об этом. ...Его теории энтелехии, как нам казалось, не хватало чего-то. Этот недостаток заключался в непонимании того, что никакое научное объяснение не может быть дано без привлечения законов. Мы говорили ему: "Ваша энтелехия - мы не знаем, что вы понимаете под ней. Вы говорите, что она не является фи- зической силой. Что же тогда она есть?" "Хорошо,- мог он ответить (я, конечно, перефразирую его слова),- вы не должны так узко мыслить. Когда вы просите физика объяснить, почему этот гвоздь двигается вдруг к желез- ному брус- ку, он скажет вам, что брусок намагничен и гвоздь притягивается силой магнетизма. Но никто даже не видел магнетизма. Вы видите только движение маленького гвоздя к железному бруску". Мы соглашаемся: "Да, вы правы. Никто не видел магнетизма". "Вот видите,- про- должает он,- физик вводит силы, которые никто не может наблюдать,- силы, подобные магнетизму и электричеству, чтобы объяснить некоторые явления. Я хочу того же само- го. Физические силы неадекватно объясняют некоторые ор- ганические явления, поэтому я ввожу нечто подобное си- лам, но не физические силы, потому что они действуют иначе. Например, они пространственно не локализованы. Верно, что они действуют на физический организм, но их действие распространяется на весь организм, а не только на его отдельные части. Следовательно, вы не можете сказать, где они локализованы. Здесь не существует ло- кализации. Хотя это и не физические силы, но я так же законно ввожу их, как физик вводит невидимую силу маг- нетизма". Мы отвечали, что физик не объясняет движения гвоздя к бруску посредством простого введения слова "магнетизма-Конечно, если вы спросите его, почему гвоздь движется, то он может сначала ответить, что это явление обязано магнетизму. Но если вы будете настаи- вать на более полном объяснении, то он может сослаться на закон. Законы могут не выражаться в количественных терминах, подобно уравнениям Максвелла, которые описы- вают магнитные поля. Они могут быть простыми, качест- венными законами, в которых не встречаются никакие чис- ла. Физик может сказать: "Все гвозди, содержащие желе- зо, притягиваются концом бруска, который был намагни- чен". Он может продолжить объяснение состояния намагни- ченности, сославшись на другие неко- личественные зако- ны. Он может рассказать вам, что железная руда из горо- да Магнесии (вымажете вспомнить, что слово "магнит" происходит от греческих слов, означающих буквально "ка- мень из Магнесии", где впервые была обнаружена железная руда такого сорта) обладает этим свойством. Он может объяснить, что железные бруски становятся магнитными, если они каким-либо способом соприкасаются с естествен- ной магнитной рудой. Он может привести вам другие зако- ны относительно условий, при которых некоторые вещества становятся магнитными, и законы, относящиеся к явлени- ям, связанным с магнетизмом. Он может рассказать вам о том, что если вы намагнитите иглу и подвесите ее за се- редину так, чтобы она двигалась свободно, то один ее конец укажет север. Если вы имеете другую магнит-. ную иглу, то вы можете свести вместе два северных полюса и заметить, что они не притягиваются, а отталкиваются друг от друга. Физик может объяснить вам, что если вы нагреете магнитный железный брусок или ударите его, то он утратит свою магнитную силу. Все это - качественные законы, которые могут быть выражены в логической форме "если..., то". Пункт, который я хочу подчеркнуть, сос- тоит в следующем: для научного объяснения недостаточно вводить просто новые факторы, давая им новые имена. Вы должны также ссылаться на законы. Дриш не обращается к законам. Он не определяет, чем энтелехия дуба отличает- ся от энтелехии козла или жирафа. Он не классифицирует свои энтелехии. Он просто классифицирует организмы и говорит, что каждый организм имеет свою собственную эн- телехию... Поскольку понятие энтелехии не дает нам но- вого закона, оно не объясняет больше, чем уже известные универсальные законы. По крайней мере, оно не помогает нам делать новые предсказания. По этим причинам мы не можем сказать, что оно увеличивает наши научные знания. Сначала может показаться, что понятие энтелехии что-то добавляет к нашему научному объяснению, но когда мы исследуем его глубже, мы увидим его пустоту. Она есть псевдообъяснение. Могут возразить, что понятие энтеле- хии не является бесполезным, если оно обеспечивает био- логу новую ориентацию, новый метод упорядочения биоло- гических законов. Мы можем на это ответить, что оно действительно будет полезным, если с его помощью может быть сформулирован более общий закон, чем законы, сфор- мулированные ранее. В физике, например, такую роль иг- рает понятие энергии. Физики девятнадцатого столетия предполагали, что некоторые явления, такие, как кинети- ческая и потен" циальная энергия в механике, теплота (это было до открытия, что теплота есть просто кинети- ческая энергия молекул), энергия магнитного поля и т. д., могут быть проявлением одного основного вида энер- гии. Это привело к экспериментам, показавшим, что меха- ническая энергия может быть преобразована в теплоту, а теплота в механическую энергию, но при этом величина энергии остается постоянной. Таким образом, понятие энергии оказалось плодотворным понятием, потому что оно привело к более общему закону, такому, как закон сохра- нения энергии. В этом смысле понятие энтелехии Дриша было бесплодным. Оно не привело к открытию более общих биологических законов. В дополнение к тому, что законы науки обеспечивают объяснение наблюдаемых фактов, они служат также средством предсказания новых фактов, кото- рые еще не наблюдались... В большинстве случаев неиз- вестные факты в действительности оказываются будущими событиями (например, астроном предсказывает время сле- дующего солнечного затмения). Вот почему я использую термин "предсказание" для этого второго способа приме- нения законов. Однако нет необходимости в том, чтобы предсказание понималось в буквальном смысле. Во многих случаях неизвестные факты являются одновременно и из- вестными факта- мм, как в примере с нагретым стержнем. Расширение стержня происходит одновременно с его нагреванием. Только мы наблюдаем это расширение после нагревания. В других случаях неизвестные факты могут даже относиться к прошлому. На основе психологических законов и некото- рых фактов, извлеченных из исторических документов, ис- торик делает заключение о некоторых неизвестных фактах истории. Астроном может вывести заключение, что лунное затмение должно было произойти в определенное время в прошлом. Геолог на основании бороздчатости валунов мо- жет сделать заключение, что некогда в прошлом данная область была покрыта ледником. Я использую термин "предсказание" для всех этих примеров, потому что в каждом случае мы имеем ту же самую логическую схему и ту же ситуацию знания - известный факт и известный за- кон, из которых выводится неизвестный факт. Во многих случаях соответствующие законы могут быть скорее ста- тистическими, чем универсальными. Тогда предсказание будет только вероятным. Метеоролог, например, имеет де- ло одновременно с точными физическими законами и раз- личными статистическими законами. Он не может сказать, что завтра будет дождь, он может только сказать, что дождь очень вероятен. Эта неопределенность также харак- терна для предсказаний человеческого поведения. На ос- нове знания некоторых психологических законов статисти- ческого характера и некоторых факторов о данном лице мы можем предсказать с различной степенью вероятности, как он поведет себя. Возможно, мы попросим психолога расс- казать нам, какой эффект некоторое событие окажет на нашего ребенка. Он ответит: "Насколько я понимаю ситуа- цию, ваш ребенок, вероятно, будет реагировать таким-то путем. Конечно, законы психологии не очень точны. Это-молодая наука, и поэтому мы еще очень мало знаем о ее законах. Но на основе того, что я знаю, я рекомен- дую, чтобы вы планировали..." И, таким образом, он дает нам совет, основанный на наилучшем предсказании, кото- рое он может сделать о будущем поведении нашего ребен- ка, руководствуясь вероятностными законами. Когда закон является универсальным, тогда для заключений о неиз- вестных фактах используется элементарная дедуктивная логика. Если закон является статистическим, мы должны использовать другую логику-логику вероятностна Приведем простой пример: закон устанавливает, что 90% постоянных жителей определенной области имеют черные волосы. Я знаю, что индивид - постоянный житель области, но я не знаю цвета его волос. Я могу, однако, заключить на ос- нове статистического закона, что вероятность того, что он имеет черные волосы, равна 9/10. Предсказание су- щественно, конечно, как в повседневной жизни, так и в науке. Даже большинство тривиальных действий, которые мы осуществляем в течение дня, основывается на предска- заниях. Вы поворачиваете дверную ручку. Вы делаете так потому, что прошлые факты вместе с универсальным зако- ном заставляют вас верить, что при поворачивании ручки дверь откроется. Вы можете не сознавать относящуюся сю- да логическую схему (несомненно, вы думаете о других вещах), но все такие преднамеренные действия предпола- гают схему. На основе знания специфических фактов и познания определенных регулярностей, которые могут быть выражены как универсальные и статистические законы, обеспечивается база для предсказания неизвестных фак- тов. Предсказание входит в каждый акт .человеческого поведения, который включает преднамеренный выбор. Без этого как наука, так и повседневная жизнь будут невоз- можными... ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД Одна из наиболее важных отличительных черт современной науки в сравнении с наукой раннего периода состоит в подчеркивании того, что называют "экспериментальным методом". Как мы уже видели, все эмпирическое познание в конечном счете ос- новывается на наблюдениях, но эти наблюдения могут быть получены двумя существенно отличными способами. В неэк- спериментальных ситуациях мы играем пассивную роль. Мы просто смотрим на звезды или на некоторые цветы, заме- чаем сходства и различия и пытаемся обнаружить регуляр- ности, которые могут быть выражены как законы. В экспе- риментальных исследованиях мы играем активную роль. Вместо того чтобы быть случайными зрителями, мы что-то делаем для получения лучших результатов, чем те, кото- рые мы получаем путем простого наблюдения явлений при- роды. Вместо того чтобы ждать, когда природа обеспечит нам ситуацию для наблюдения, мы пытаемся создать такую ситуацию. Короче, мы делаем эксперименты. Эксперимен- тальный метод продемонстрировал свою громадную плодот- ворность. Огромный прогресс, достигнутый в физике в последние два столетия и особенно в последние несколько десятилетий, был бы невозможен без экспериментального метода. В таком случае можно спросить, почему экспери- ментальный метод не используется во всех областях нау- ки? В некоторых областях его не так легко использовать, как в физике. В астрономии, например, мы не можем сооб- щить планете толчок в некотором другом направлении и посмотреть, что с ней случится. Астрономические объекты вне пределов досягаемости. Мы можем только наблюдать и описывать их. Иногда астрономы могут в лаборатории соз- давать условия, подобные, скажем, условиям на поверх- ности Солнца или Луны, а затем наблюдать, что случится при этих условиях. Но в действительности это есть не астрономический, а физический эксперимент, который име- ет лишь некоторое отношение к астрономическому позна- нию. Совершенно другие причины препятствуют ученым в области общественных наук производить эксперименты с большими группами людей. Эти ученые производят экспери- менты с группами, но обычно это малые группы людей. Ес- ли мы хотим узнать, как реагируют люди, когда они не в состоянии получить воду, мы можем взять двух или трех человек, установить им ди- ету без жидкости и наблюдать их реакцию. Но это не по- кажет нам, как будут реагировать большие общины, когда будет отключено водоснабжение. Было бы интересным экс- периментом - отключить водоснабжение, например, Нью-Йорка. Станут ли люди неистовствовать или сделаются апатичными? Попытаются ли они организовать революцию против городского управления? Конечно, никакой ученый в области общественных наук не будет планировать поста- новку такого эксперимента, потому что он знает, что об- щество не позволит ему этого. Люди не разрешат ученым играть их насущными нуждами. Даже тогда, когда по отно- шению к общине не проявляется никакой действительной жестокости, часто существует сильное общественное про- тиводействие экспериментам с группами людей. Например, в Мексике имеются племена, которые исполняют ритуальные танцы, когда происходит затмение Солнца. Члены этих племен убеждены, что таким путем они могут задобрить бога, который вызывает эти затмения. Наконец свет солн- ца появляется снова. Предположим, что группа антрополо- гов попытается убедить этих людей, что их ритуальные танцы не имеют никакого отношения к появлению солнца. В этих целях они предложат племени в качестве эксперимен- та не исполнять танцев во время очередного солнечного затмения и посмотреть, что из этого выйдет. Члены пле- мени возмутятся этим. Для них это будет означать под- вергнуть себя риску остаться навсегда в темноте. Они так сильно верят в свою версию, что не захотят подвер- гаться испытанию. Таким образом, вы видите, что сущест- вуют препятствия для экспериментов в общественных нау- ках даже тогда, когда ученые убеждены, что никакой со- циальной тревоги эти эксперименты не вызовут, если бу- дут осуществлены. В общественных науках ученые ограни- чиваются в общем тем, что они могут узнать из истории и из экспериментов с индивидами и малыми группами. Экспе- риментальный метод особенно плодотворен в тех областям, где существуют количественные понятия, которые могут быть точно изморены. Как ученый планирует эксперимент? Трудно описать общую природу эксперимента, поскольку существует так много его разновидностей, что можно ука- зать только немногие их общие черты. Прежде всего мы пытаемся определить существенные факторы, относящиеся к явлению, которое хотим исследовать. Некоторые факторы - но не слишком многие - должны быть оставлены в стороне как несущественные. Например, в экспериментах в области механики, где встречаются колеса, рычаги и тому подоб- ные, мы можем не рассматривать трение. Мы знаем, что трение существует, но полагаем, что его влияние слишком мало, чтобы оправдать усложненный эксперимент, который бы учитывал его. Подобным же образом в экспериментах с медленно движущимися телами мы можем игнорировать соп- ротивление воздуха. Если мы имеем дело с очень высокими скоростями, такими, как сверхзвуковая скорость снаряда, то мы не можем больше игнорировать сопротивление возду- ха. Короче, ученый не принимает во внимание только те факторы, влияние которых на его эксперимент, как он по- лагает, будет незначительным. Иногда, чтобы избежать слишком сложного эксперимента, он даже может игнориро- вать факторы, которые, как он полагает, могут иметь важный эффект... В качестве простого примера рассмотрим следующий эксперимент с газом. Мы делаем грубое наблю- дение, что температура, объем и давление газа часто из- меняются одновременно. Мы хотим знать точно, как эти три величины соотносятся друг с другом. Четвертым су- щественным фактором будет состав газа, который мы ис- пользуем. Мы можем произвести эксперимент с другим га- зом позднее и сначала решаем держать этот фактор посто- янным, используя только чистый водород... Прежде чем приступить к эксперименту, имеющему целью определить, как связаны три фактора - температура, объем и давле- ние,- нам необходимо осуществить некоторые предвари- тельные эксперименты, чтобы быть уверенными, что не су- ществует никаких других существенных факторов. Мы можем подозревать, что некоторые факторы будут существенными, а некоторые - нет. Например, является ли существенной форма сосуда, содержащего газ? Мы знаем, что в некото- рых экспериментах (например, при распределении электри- ческого заряда и его поверхностного потенциала) форма предмета имеет важное значение. Здесь же нетрудно опре- делить, что форма сосуда несущественна, важен только его объем. Мы можем использовать наше знание природы, чтобы исключить многие другие факторы. Астролог может войти в лабораторию и спросить: "Вы проверили, как се- годня расположены планеты? Их положение может иметь не- которое влияние на ваш эксперимент". Мы рассматриваем это как несущественный фактор, ибо полагаем, что плане- ты находятся слишком далеко, чтобы оказать такое влия- ние. Наше предположение о несущественности влияния пла- нет является верным, но было бы ошибкой думать, что мы можем автоматически исключить различные факторы просто потому, что, как мы полагаем, они не оказывают никакого влияния на процесс. Не существует никакого способа убе- диться в этом, пока не будут проведены эксперименталь- ные испытания. Вообразите, что вы живете до изобретения радио. Кто-то ставит на ваш стол ящик и говорит вам о том, что если кто-либо поет в некотором месте на расс- тоянии тысячи миль отсюда, то вы услышите, как прибор в этом ящике исполняет точно ту же самую песню, в том же самом тоне и ритме. Поверите ли вы этому? Вероятно, вы ответите: "Невозможно. Не существует никаких электри- ческих проводов, связанных с этим ящиком. Из моего опы- та я знаю, что ничто происходящее за тысячу миль отсюда не может иметь какого-либо влияния на происходящее в этой комнате". Это точно то же самое рассуждение, посредством которого мы пришли к выводу, что положение планет не может вли- ять на наш эксперимент с водородом! Очевидно, мы должны быть очень осторожными. Иногда существуют воздействия, о которых мы не можем знать, пока они не обнаружены. По этой причине самый первый шаг в нашем эксперименте, оп- ределяющий существенные факторы, иногда является труд- ным. Кроме того, этот шаг часто явно не указывается в отчетах об исследованиях. Ученый описывает только при- боры, которые он использует, эксперимент, который осу- ществляет, и то, что он открывает в отношениях между некоторыми величинами. Он не добавляет к этому: "И кро- ме того, я обнаружил, что такие-то факторы не оказывают влияния на результат". В большинстве случаев, когда об- ласть, в которой происходят исследования, достаточно известна, ученый будет считать само собой разумеющимся, что другие факторы являются несущественными. Он может быть совершенно прав, но в новых областях следует быть крайне осторожным- Конечно, никто не будет считать, что на лабораторный эксперимент может повлиять то обстоя- тельство, смотрим ли мы на приборы с расстояния в де- сять дюймов или десять футов, или же находимся ли мы в добром или дурном расположении духа. Эти факторы, веро- ятно, несущественны, но абсолютно быть уверенными в этом мы не можем. Если кто-то подозревает, что эти фак- торы существенны, то должен быть проведен эксперимент, исключающий их. Практические соображения будут удержи- вать нас, конечно, от испытания каждого фактора, кото- рый может быть существенным. Могут быть испытаны тысячи маловероятных возможностей, но просто не будет времени, чтобы исследовать их все. Мы должны руководствоваться здравым смыслом и уточнять свои предположения, только если случится нечто неожиданное, заставляющее нас расс- матривать в качестве существенного фактор, который мы прежде игнорировали. Судет ли цвет листьев на деревьях вне лаборатории влиять на длину волны света, который мы используем в эксперименте? Будут ли части прибора функ- ционировать иначе в зависимости от того, находится ли их законный владелец в Нью- Йорке или Чикаго, или же в зависимости от его отношения к эксперименту? Очевидно, что мы не имеем времени, чтобы испытать такие факторы. Мы предполагаем, что духовное состояние владельца обо- рудования не имеет никакого физического влияния на экс- перимент, но члены некоторых племен могут думать иначе. Они могут верить в то, что боги будут помогать экспери- менту, если владелец прибора хочет, чтобы эксперимент был осуществлении не будут, если собственник этого не хочет. Существующие верования могут, таким образом, влиять на то, что считать существенным. В большинстве случаев ученый, размышляя о проблеме, делает обычные догадки о том, какие факторы заслуживают рассмотрения, и, возможно, даже осуществит несколько предварительных экспериментов, чтобы исключить факторы, в которых он сомневается. Предположим, что мы решили, что существен- ными факторами в нашем эксперименте с водородом являют- ся температура, давление и объем. В нашем сосуде состав и общее количество газа остаются теми же самыми, потому что мы держим сосуд закрытым. Мы свободны, таким обра- зом, в проверке отношения между тремя факторами. Если мы поддерживаем постоянную температуру, но увеличиваем давление, тогда мы обнаруживаем, что объем изменяется обратно пропорционально давлению, то есть если мы удво- им давление, то объем уменьшится на половину прежней величины. Если мы утроим давление, то объем уменьшится на одну треть. Этот известный эксперимент был осущест- влен в семнадцатом столетии ирландским физиком Робертом Войдем. Закон, который он открыл, известный как закон Войдя, утверждает, что если температура газа в замкну- том сосуде остается постоянной, то произведение объема на давление есть константа. Затем мы сохраняем постоян- ным давление (помещая тот же самый груз на поршень), но изменяем температуру. Тогда мы обнаруживаем, что объем увеличивается, когда газ нагревается, и уменьшается, когда газ охлаждается. Путем измерения объема и темпе- ратуры мы найдем, что объем пропорционален температуре. (Эту зависимость иногда называют законом Шарля в честь французского ученого Жака Шарля.) Мы должны позаботить- ся о том, чтобы не использовать при измерении ни шкалу Фаренгейта, ни Цельсия, а взять шкалу, в которой нуль является "абсо-)- лютным нулем" или равен -273ш шкалы Цельсия. Это - "абсолютная шкала", или "шкала Кельви- на", введенная лордом Кель- вином, английским физиком девятнадцатого века. Теперь легко приступить к экспери- ментальной верификации общего закона, охватывающего все три фактора. Такой закон фактически предполагается дву- мя законами, которые мы уже получили, но общий закон имеет большее эмпирическое содержание, чем два закона, взятые вместе. Этот общий закон утверждает, что если количество газа в замкнутом сосуде остается постоянным, то произведение давления на объем равно произведению температуры на К (P.V=TъR)' В этом уравнении К предс- тавляет константу, которая меняется в зависимости от количества взятого газа. Таким образом, этот общий за- кон выражает отношение между всеми тремя величинами и является более эффективным для предсказаний, чем два других объединенных закона. Если мы знаем значения лю- бых двух из трех переменных величин, тогда мы можем легко предсказать третью. Этот пример простого экспери- мента показывает, как можно сохранить некоторые факторы постоянными, чтобы исследовать зависимости, существую- щие между другими факторами. Он также показывает - и это очень важно - плодотворность количественных поня- тий. Законы, определяемые с помощью этого эксперимента, предполагают умение измерять различные величины. Если бы это было не так, тогда пришлось бы сформулировать законы качественным образом. Такие законы будут значи- тельно слабее и менее полезны для предсказаний. Без численных значе- ний для давления, объема и температуры самое большее, что можно сказать об одной из величин,- это то, что она остается той же самой, или увеличивается, или уменьша- ется. Так, мы могли бы сформулировать закон Войдя сле- дующим образом: если температура газа в замкнутом сосу- де остается той же самой, а давление увеличивается, тогда объем будет уменьшаться. Когда давление уменьша- ется, объем увеличивается. Это, конечно, закон. Некото- рым образом он даже похож на закон Войдя, но он, одна- ко, значительно слабее его, потому что не дает нам воз- можности предсказать значение величины. Мы можем предс- казать только то, что величина будет возрастать, умень- шаться или останется постоянной. .. Мы видим, следова- тельно, как мало можно было бы сделать предсказаний и какими грубыми были бы объяснения, если бы наука огра- ничивалась качественными законами. Количественные зако- ны в огромной степени превосходят их. Для таких законов мы должны, разумеется, иметь количественные понятия... ТЕОРИИ И НЕНАБЛЮДАЕМЫЕ (ВЕЛИЧИНЫ) Одним из наиболее важных различий между двумя типами законов в науке яв- ляется различие между тем, что может быть названо (не существует никакой общепринятой терминологии для них) эмпирическими законами и теоретическими законами. Эмпи- рические законы представляют собой законы, которые мо- гут быть подтверждены непосредственно эмпирическими наблюдениями. Термин "наблюдаемое" часто употребляется для любых явлений, которые могут восприниматься непос- редственно, поэтому мы можем сказать, что эмпирические законы являются законами о наблюдаемых. Здесь следует сделать предостережение. Философы и естествоиспытатели совершенно различным образом употребляют термины "наб- людаемое" и "ненаблюдаемое". Для философа "наблюдаемое" имеет очень узкое значение. Оно применяется к таким свойствам, как "синий", "твердый", "горячий". Такие свойства непосредственно воспринимаются чувствами. Для физика "наблюдаемое" имеет более широкое значение. Оно относится ко всем количественным величинам, которые мо- гут быть изморены сравнительно простым, непосредствен- ным путем. Философ не будет, вероятно, рассматривать температуру в 80ш или вес в 93 1/2 фунта как наблюдае- мые величины, поскольку невозможно непосредственное восприятие таких величин с помощью органов чувств. Для физика обе величины - наблюдаемые, потому что они могут быть изморены крайне простым путем. Тело может быть взвешено на весах. Температура измеряется термометром. Однако физик не скажет, что масса молекулы, не говоря уже о массе электрона, есть что-то наблюдаемое, потому что здесь процедура измерения является гораздо более сложной и косвенной. Но величины, которые могут быть найдены с помощью относительно простых процедур - длина с помощью линейки, время - часов, частота световых волн - спектроскопа,- называются наблюдаемыми. Философ может возразить, что сила электрического тока фактически не наблюдается: наблюдается только положение стрелки при- бора. Амперметр включают в цепь и замечают, что его стрелка показывает отметку 5,3. Разумеется, сама сила тока при этом не наблюдается. Она выводится на основе того, что наблюдалось. Физик ответит, что все это до- вольно справедливо, но вывод здесь был не очень слож- ным. Сама процедура измерения настолько проста, так хо- рошо установлена, что не может быть сомнения в том, что амперметр обеспечит точное измерение силы тока. Следо- вательно, эта величина войдет в число тех, которые на- зываются наблюдаемыми. Здесь не может быть вопроса о том, какое употребление термина "наблюдаемое" является правильным или законным. Существует континуум, который начинается с непосредственных чувственных наблюдений и затем переходит к значительно более сложным, косвенным методам наблюдений. Очевидно, что в этом континууме нельзя провести никакой резкой разграничительной линии; все дело только в степени. Философ уверен в том, что он непосредственно воспринимает голос своей жены, находя- щейся в соседней комнате. Но допустим, что он слушает ее по телефону. Воспринимает ли он ее голос непосредс- твенно? Физик, конечно, будет говорить, что, когда он рассматривает что-либо через обычный микроскоп, он воспринимает это непосредственно. Относится ли это так- же к тому случаю, когда он рассматривает предмет через электронный микроскоп? Наблюдает ли он путь частицы, когда рассматривает треки ее в пузырьковой камере? В общем, физик говорит о наблюдаемых в очень широком смысле в сравнении с узким смыслом, который имеет в ви- ду философ, но в обоих случаях линия, отделяющая наблю- даемое от ненаблю- даемого, в значительной мере произ- вольна. Это следует иметь в виду всякий раз, когда эти термины встречаются в книгах, написанных философом или естествоиспытателем. Отдельные авторы будут проводить эту границу там, где это наиболее удобно в зависимости от своей точки зрения, и не существует никаких основа- ний, почему они не должны иметь такой привилегии. Эмпи- рические законы, в моей терминологии, представляют со- бой законы, которые содержат либо непосредственно наб- людаемые термины, либо измеряемые сравнительно простой техникой. Иногда такие законы называют эмпирическими обобщениями, когда вспоминают, что они получаются путем обобщения результатов, обнаруживаемых посредством наб- людений и измерений. Сюда относятся не только простые качественные законы (такие, как "все вороны-черные"), но также количественные законы, возникающие из простых измерений. Законы, связывающие давление, объем и темпе- ратуру газов, принадлежат к этому типу. Закон Ома, связывающий разность электрических по- тенциалов, сопротивление и силу тока, является другим знакомым примером. Ученый делает повторные измерения, находит некоторые регулярности и выражает их в законе. Все эти законы являются эмпирическими законами. Как указывалось в ранних главах, они используются для объ- яснения наблюдаемых фактов и предсказания будущих наб- людаемых событий. Не имеется никакого общепринятого термина для второго вида законов, которые я называю те- оретическими законами. Иногда их называют абстрактными или гипотетическими законами. Термин "гипотетический", вероятно, не подходит сюда, поскольку о" предполагает, что различие между двумя типами законов основывается на степени, с которой эти законы могут быть подтверждены. Но эмпирические законы, когда они являются рабочими ги- потезами, подтверждаемыми только в незначительной сте- пени, все же будут оставаться эмпирическими законами, хотя и можно будет сказать, что они имеют скорее гипо- тетический характер. Теоретические законы отличаются от эмпирических не тем, что недостаточно хорошо установле- ны, а тем, что содержат термины другого рода. Термины теоретических законов не относятся к наблюдаемым вели- чинам даже тогда, когда принимается предложенное физи- ком широкое значение для того, что может быть наблюдае- мо. Они являются законами о таких объектах, как молеку- лы, атомы, электроны, протоны, электромагнитные поля и другие, которые не могут быть изморены простым, непос- редственным способом. Если существует статическое поле обширных размеров, которое не изменяется от точки к точке, физик назовет его наблюдаемым, потому что оно может быть изморено простым прибором. Но если поле из- меняется от точки к точке на очень малых расстояниях или же очень быстро во времени, может быть биллионы раз в секунду, тогда оно не может быть непосредственно на- мерено с помощью простой техники. Физик не назовет та- кое поле наблюдаемым. Иногда физик будет отличать наб- людаемое от ненаблю- даемого именно таким образом. .Ес- ли величина остается той же самой в пределах достаточно большого расстояния или довольно большого интервала времени, так что для непосредственного измерения вели- чины может быть применен прибор, тогда она называется макрособытием. Если величина изменяется в границах та- ких крайне малых интервалов пространства и времени, что она не может быть непосредственно измерена прибором, тогда она будет называться микрособытием. (Прежние ав- торы употребляли термины "микроскопический" и "макрос- копический", но сейчас многие авторы сокращают эти тер- мины до "микро" и "макро".) Микропроцесс представляет собой просто процесс, охватывающий крайне малые интер- валы пространства и времени. Например, таким процессом является колебание электромагнитных волн видимого све- та. Никаким инструментом нельзя непосредственно изме- рить, как изменяется его интенсивность. Иногда прово- дится параллель между макро- и микропонятиями и наблю- даемыми и ненаблюдаемыми величинами. Хотя в точности это не то же самое, но приблизительно они совпадают. Теоретические законы относятся к ненаблюдаемым величи- нами, которые очень часто характеризуют микропроцессы. Если это имеет место, то законы иногда называют микро- законами. Я употребляю термин "теоретический закон" в более широком смысле, чем упомянутый, чтобы охватить все те законы, которые содержат ненаблюдаемые величины независимо от того, являются ли они микро- или макропо- нятиями. Верно, что понятия "наблюдаемое" и " ненаблю- даемое", как отмечалось раньше, нельзя точно ограни- чить, поскольку они расположены на континууме. Однако на практике! это различие обычно достаточно четко выра- жено, поэтому, вероятно, не вызовет спора. Все физики согласятся, что законы, связывающие давление, объем и температуру газа, являются эмпи;рическимн законами. Здесь количество газа будет достаточно велико, чтобы величины, которые должны быть изморены, оставались, постоянными в пре- делах достаточно большого объема пространства и периода времени. Это позволяет произвес- ти простые измерения, которые впоследствии можно обоб- щить в законы. Все ф каики будут согласны в том, что законы о поведении отдельных молекул являются теорети- ческими. Такие законы относятся к микропроцессам, обоб- щения о которых не могут основываться на простых, не- посредственных измерениях. Теоретические законы являют- ся, конечна, более общими, чем эмпирические. Важно по- нять, однако, что к теоретическим законам нельзя прий- ти, если просто взять эмпирические законы, а затем обобщить их на несколько ступеней дальше. Как физик приходит к эмпирическому закону? Он наблюдает некоторые события в природе, подмечает определенную регулярность в их протекании, описывает эту регулярность с помощью индуктивного обобщения. Можно предположить, что он смо- жет теперь собрать эмпирические законы в одну группу, заметить некоторого рода схему, сделать более широкое индуктивное обобщение и прийти к теоретическому закону. Но это происходит не так. Чтобы разъяснить это, предпо- ложим, наблюдают, что железный брусок расширяется, ког- да он нагревается. После того как эксперимент повторя- ется многократно и всегда с тем же самым результатом, эта регулярность обобщается * помощью утверждения, что этот брусок расширяется, когда она нагревается. На ос- нове этого устанавливается эмпирический закон, хотя он имеет узкую область применения и относится тол ько к одному определенному бруску железа. Затем проводятся испытания с другими железными предметами, и впоследс- твии обнаруживается, что каждый раз, когда железный предмет нагревается, он расширяется. Это позволяет сформулировать более общий закон, а именно: все желез- ные тела расширяются, когда они нагреваются. Подобным же образом устанавливаются еще более общие законы: "Все металлы...", затем: "Все твердые тела...". Все они являются простыми обобщениями, каждый последующий имеет несколько более общий характер, чем предыдущий, но все представляют эмпирические законы. Почему? Потому что в каждом случае объекты, с которыми имеют дело, являются наблюдаемыми (железо, медь, металл, твердые тела). В каждом случае увеличение температуры и длины измеряется непосредственно, простой процедурой. В противополож- ность этому теоретический закон, относящийся к такому процессу, будет касаться поведения молекул в железном бруске. Каким образом движение молекул связывается с расширением бруска, когда он нагревается? Вы видите сразу же, что мы говорим теперь о ненаблюдаемом. Мы должны ввести теорию - атомную теорию материи - и тот- час же перейти к атомным законам, содержащим понятия, радикально отличающиеся от тех, с которыми мы имели де- ло раньше. Верно, что эти теоретические понятия отлича- ются от понятий длины и температуры только по степени, с которой они прямо или косвенно наблюдаются, но разли- чие это настолько значительно, что у нас не возникает сомнения в коренном отличии характера теоретических за- конов, которые должны быть сформулированы. Теоретичес- кие законы относятся к эмпирическим законам в какой-то мере аналогично тому, как эмпирические законы относятся к отдельным фактам. Эмпирический закон помогает объяс- нить факт, который уже наблюдался, и предсказать факт, который еще не наблюдался. Подобным же образом теорети- ческий закон помогает объяснить уже сформулированные эмпирические законы и позволяет вывести новые эмпири- ческие законы. Так же как отдельные, единичные факты должны занять свое место в упорядоченной схеме, когда они обобщаются в эмпирический закон, так и единичные и обособленные эмпирические законы приспосабливаются к упорядоченной схеме теоретического закона. Это выдвига- ет одну из основных проблем методологии науки. Как мо- жет быть получено то знание, которое служит для обосно- вания теоретического закона? Эмпирический закон может быть обоснован посредством наблюдения отдельных фактов. Но для обоснования теоретического закона соответствую- щие наблюдения не могут быть сделаны, потому что объек- ты, относящиеся к таким законам, являются ненаблюдаемы- ми... Как могут быть открыты теоретические законы? Мы можем сказать: "Будем собирать все больше и больше дан- ных, затем обобщим их за пределы эмпирических законов, пока не придем к теоретическим законам". Однако никакой теоретический .закон не был когда-либо основам таким образом. Мы наблюдаем камни, и деревья, и цветы, заме- чаем различные регулярности" описываем мхе помощью эм- пирических законов. Но независимо от того, как долго и тщательно мы наблюдаем такие вещи, мы никогда не дос- тигнем пункта,* когда мы сможем наблюдать моле-- купу. Термин "молекула" никогда не возникнет как результат наблюдений. По этой причине никакое количество обобще- ний из наблюдений не может дать теории молекулярных процессов. Такая теория должна возникнуть иным путем. Она выдвигается не в качестве обобщения фактов, а как гипотеза. Затем эта гипотеза проверяется методами, в определенной мере аналогичными методам проверки эмпири- ческих законов. Из гипотезы выводятся некоторые эмпири- ческие законы, и эти законы, в свою очередь, проверяют- ся путем наблюдения фактов. Возможно, что эмпирические законы выводятся из теории, уже известной и хорошо подтвержденной (такие законы могут даже побудить сфор- мулировать теоретические законы). Независимо от того, являются ли выводные эмпирические законы известными и подтвержденными или же новыми законами, подтвержденными новыми наблюдениями, подтверждение таких выводных зако- нов обеспечивает косвенное подтверждение теоретическому закону. Здесь должно быть разъяснено следующее. Ученый не начинает с одного эмпирического закона, скажем с за- кона Бойля для газов, и затем ищет теорию о молекулах, из которой этот закон может быть выведен. Он пытается сформулировать значительно более общую теорию, из кото- рой можно будет вывести множество разнообразных эмпири- ческих законов. Чем больше будет таких законов, чем бо- лее разнообразными и неочевидно связанными друг с дру- гом они будут, тем эффективнее теория, которая будет объяснять их. Некоторые из этих выводных законов могли быть известными раньше, но теория может также сделать возможным выведение новых эмпирических законов, которые могут быть подтверждены с помощью новых проверок. Если это имеет место, тогда можно будет сказать, что теория обеспечивает возможность предсказания новых эмпиричес- ких законов.