Человеческое познание его сферы и границы - Рассел Бертран Артур Уильям - Страница 141

«Внутренние» законы должны считаться применимыми не только к положению и скорости, но также и к другим явлениям. Докрасна раскаленная кочерга, если ее вынуть из огня, остывает постепенно, а не внезапно. Звук колокола угасает постепенно, хотя и быстро. Чрезвычайно внезапные события, вроде взрыва или вспышки молнии, косят характер исключений. Будучи исключениями, они не делают ложным предположение, что в любом данном случае чрезвычайно внезапное изменение не является вероятным. И далее, изменение в направлении изменения гораздо более способно быть внезапным в той или иной степени, чем изменение положения или качества; так именно и обстоит дело со столкновением бильярдных шаров.

Вышеприведенные положения весьма легко могут быть приведены в соответствие с атомной теорией. Казалось бы, что атом находится большую часть времени в устойчивом состоянии, то есть состоянии, в котором его история управляется внутренним законом; но приближение фотона, нейтрона или электрона может привести к более или менее внезапному изменению. Я не хочу, однако, преувеличивать это согласие или переоценивать его значение. Наши постулаты больше относятся к начальной стадии науки, чем к ее дальнейшим результатам. Теория удара, например, была очень ранней частью динамики, пользовавшейся несколько примитивной концепцией «материи». Я всегда отстаивал эту мысль, что наука необходимо начинается с законов, являющихся только первыми приближениями и применимых только в большинстве случаев, но которые вполне истинны, если не требовать от них ничего большего. Наши исходные постулаты также должны иметь этот характер приблизительности и вероятности. Они должны утверждать, что — при данных обстоятельствах — то, что происходит, вероятно, будет приблизительно таким-то. Этого достаточно для законных ожиданий, то есть ожиданий, имеющих очень высокую степень внутреннего правдоподобия. По мере развития науки ее законы приобретают более высокую степень вероятности, а также и точности. Дикарь может сказать: «Вероятно, завтра будет полнолуние». А астроном может сказать: «Почти достоверно, что завтра полнолуние наступит между 6.38 и 6.39 GMT. GMT — среднее время по Гринвичскому меридиану. Но преимущество здесь в степени, а не в роде. И повсюду исходные вероятные и приблизительные допущения остаются необходимыми.

Могут заметить, что я не ввел постулата о том, что существуют естественные законы. Я не сделал этого потому, что в любой доступной проверке форме такой постулат был бы или ложным или тавтологией. Но посмотрим, каким этот постулат мог бы быть.

В любой доступной проверке форме он должен утверждать, что при некотором данном числе наблюдений соответствующего рода можно найти формулу, из которой можно вывести что-либо в отношении некоторых других явлений. Следует отметить, что число этих наблюдений необходимо является ограниченным и что ни одно из них не может быть более точным, чем этого можно достичь с помощью существующей техники измерения. Но здесь мы снова встречаемся с трудностью, аналогичной той, с которой мы встречались, когда пытались рассматривать индукцию в качестве постулата. Трудность эта заключается в том, что при любом конечном ряде наблюдений всегда имеется бесконечное число формул, доступных проверке с помощью всех этих наблюдений. Допустим, например, что мы зафиксировали положений на небесной сфере Марса — в понедельник, Юпитера — во вторник и так далее во все дни недели; небольшая изобретательность в использовании ряда Фурье позволила бы нам сконструировать некоторое число формул, соответствующих всем упомянутым положениям, но большинство из которых оказалось бы ложным в будущем. Таким образом, оказывается тавтологией утверждение о том, что существуют формулы, соответствующие любому причинно выбранному ряду количественных наблюдений, но ложно, что формула, которая соответствует прошедшим наблюдениям, дает основание для предсказания результатов будущих наблюдений.

К постулату о существовании законов природы принято добавлять явно выраженную или молчаливую оговорку, что эти законы должны быть элементарными. Это, однако, и неопределенно и телеологично. Не ясно, что имеется в виду под «элементарностью», и, кроме того, не может быть никакого априорного основания для ожидания, что законы будут элементарными, кроме разве благоволения к ученым со стороны Провидения. Было бы неверно индуктивно утверждать, что поскольку законы, которые мы уже открыли, элементарны, следовательно, вероятно, что и все законы элементарны, ибо очевидно, что элементарный закон открыть легче, чем сложный. Правда, некоторые приблизительно верные законы просты, и никакая теория научного вывода не является удовлетворительной, если она не объясняет этого факта. Но я не думаю, что это следует объяснять с помощью возведения элементарности в ранг постулата.

Возьмем один исторически важный пример, а именно закон падения тел. Галилей с помощью небольшого числа довольно грубых измерений нашел, что расстояние, проходимое вертикально падающим телом, приблизительно пропорционально квадрату времени падения, другими словами, что ускорение приблизительно постоянно. Он предположил, что, если бы не сопротивление воздуха, оно было бы вполне постоянным, а когда спустя немного времени был изобретен воздушный насос, это предположение, казалось, подтвердилось. Но дальнейшие наблюдения навели на мысль, что ускорение незначительно изменяется с широтой, а последующая теория установила, что оно изменяется также и с высотой. Таким образом, элементарный закон оказался только приблизительным. Закон всемирного тяготения Ньютона, пришедший на смену этому, оказался более сложным законом, а закон тяготения Эйнштейна в свою очередь оказался еще более сложным, чем закон Ньютона. Подобная постепенная утрата элементарности характеризует историю большинства ранних открытий науки.

Природа и ее законы покрыты были мраком. Но Бог сказал: «Да будет Ньютон!» — и все стало ясным. Однако ненадолго. Воскликнул дьявол: «Да будет Эйнштейн!» И снова все покрыто стало мраком.

Эти колебания типичны для истории науки.

В качестве другого примера возьмем стадии развития закона от наблюдения до формулировки первого закона Кеплера в его применении к Венере.

Сырым материалом наблюдения над Венерой, если смотреть на нее вечером в хорошую погоду, является светлая точка в небе, непрерывно движущаяся и медленно приближающаяся к западному горизонту. Мы верим, что эта точка есть проявление какой-то «вещи», но может быть, и нет, потому что на эту точку может быть очень похожим отражение света прожектора на облаке. Предположение, что это — проявление какой-то «вещи», подкрепляется тем, что Венера видна сразу во многих странах. Этой «вещи» мы даем имя «Геспер» (вечерняя звезда). Мы обнаруживаем далее, что в других случаях появляется утренняя звезда, которой мы даем имя «Фосфор» (утренняя звезда). Наконец, возникает остроумное предположение, что Геспер и Фосфор тождественны; одна и та же звезда, проявлениями которой являются первые две, называется «Венерой». Предполагается, что эта звезда существует всегда, а не только тогда, когда она видима.

Следующим шагом является попытка найти законы, определяющие положение Венеры на небесной сфере в разное время. В первом приближении устанавливается, что Венера ежедневно вращается вместе с неподвижными звездами. Следующим шагом является приписывание Венере угловых координат f и y, определяемых отношением к неподвижным звездам. Когда это сделано, изменения в f и y становятся медленными, и при данных двух наблюдениях, не очень далеких друг от друга по времени, промежуточные значения f и y могут быть грубо определены с помощью интерполяции. Изменения в f и y приблизительно регулярны, но их законы очень сложны.

Пока мы удовлетворялись предположением, что все небесные тела находятся на небесной сфере и все на одинаковом расстоянии от Земли. Но затмения, затемнения и прохождения через меридиан ведут к отказу от этой гипотезы. Следующим шагом является предположение, что неподвижные звезды и некоторые планеты имеют каждая свою собственную сферу и каждая сохраняет постоянное расстояние от Земли. Но это предположение тоже должно быть отброшено.