Наука в кривом зеркале или почему физики философию не любят.

любопытная статья Манина Д. Ю. из "бюллетеня". Хорошо показывает разрыв между теми кто науку делает и теми, кто об этом говорит.

---

Введение

Публикация моей статьи «Может ли учѐный быть атеистом?» в «Русском журнале» породила долгую дискуссию в форумах РЖ, в которой я некоторое время участвовал. При всей бесплодности таких дискуссий из них можно извлечь пользу, если честно пытаться вникнуть в аргументы оппонентов. В случае успеха в следующий раз можно попробовать заранее нейтрализовать эти аргументы и направить разговор в более плодотворное русло. В этой дискуссии меня удивил высокий накал нападок на науку как способ познания.

Казалось бы, принято считать, что наука – самый надѐжный источник знаний о мире. Казалось бы, отрицать надѐжность научного знания, сидя за компьютером, подсоединѐнным к Всемирной сети, и беседуя с людьми, разбросанными по всему земному шару, – вопиющая нелепость. Но факт остается фактом: отрицают со ссылками на классиков философии науки. В следующий раз мне пришлось столкнуться с этим феноменом, когда по стечению обстоятельств я наткнулся на проповедь одного священника, в которой говорилось: «Мы должны верить в то, что является истиной, независимо от того, какую степень дискомфорта нам это доставит». Заинтригованный, я послал ему письмо, в котором спрашивал, как предполагается узнавать, что является истиной, а что не является, чтобы не ошибиться, решая, во что верить. Поскольку мой корреспондент опубликовал свой ответ для всеобщего сведения, я считаю себя вправе его тут привести (в орфографии оригинала).

люди привыкли говорить, что критерии истины и способы ее познания заключаются в рациональных доказательствах и в опыте. однако теперь теорема Гѐделя доказала, что полное логическое доказательство чего бы то ни было (а не только бытия Божия) невозможно, а теория науки (начиная с Т. Куна) доказала, что никакой опыт не может опровергнуть теорию. поэтому о позитивистских критериях науки XIX в. не приходится мечтать не только в области теологии, но и где бы то ни было. хотелось бы тогда спросить, а каковы критерии и способы познания истины хотя бы в мирских делах (в естествознании, истории и т.д.)? сегодняшняя философия (которая учитывает сразу и Гѐделя, и Куна с Лакатосом, и ещѐ довольно-таки многое в том же роде) не может на это ответить. тогда следует ли нам удивляться, что о богословии ей сказать и вовсе нечего? поэтому я думаю, что о богословии нельзя говорить вообще в рамках светского «дискурса». Бытие Божие –такая же первичная интуиция, как наше знание о нашем собственном бытии, только эту интуицию, в отличие от последней, бывает сложнее не потерять (именно не утратить, т.е. осознать в себе как уже имеющуюся). в рамках этой интуиции формируется богословский «дискурс», где все «старые» слова («Критерий истины», «опыт» и т.п.) начинают значить новое. для обсуждения этого «нового» с позиций внерелигиозной рациональности просто-напросто нет никакой почвы.

В этом ответе затронуто много интересных тем, но по существу вопроса он, если немного вдуматься, оказывается аргументом того же типа, что «сам дурак» и «а у вас зато негров линчуют». В самом деле, даже если вы доказали, что наука – не источник истины, из этого никак не следует, что религия – источник истины. Тем не менее утверждение «наука доказала, что наука ничего не может доказать» снова привлекло моѐ внимание, и я решил обратиться к первоисточникам. Результат меня поразил. Оказалось, что классики философии науки XX века науки не понимают. Я осознаю, что это очень серьѐзное заявление, которое надо доказывать, поэтому без дальнейших предисловий перейду к разбору избранных мест, а дальше логика изложения естественно приведѐт к некоторым обобщениям. Оговорюсь лишь во избежание недоразумений, что, говоря ниже о «философах» и «философии», я буду иметь в виду не всех вообще философов, а только тех, о ком непосредственно идет речь в статье.

1. Непослушные планеты по Лакатосу

Из работы «Фальсификация и методология научно-исследовательских программ», глава «Фаллибизм против фальсификационизма»:

3) Наконец, если бы даже существовала естественная демаркация между предложениями наблюдения и теориями, а истинностное значение первых могло бы бытьоднозначно установлено, догматический фальсификационизм всѐ же был бы бессилен устранить наиболее значимые теории, обычно называемые научными. Ведь если даже эксперименты могли бы доказательно обосновывать свои результаты, их опровергающая способность была бы до смешного ничтожной: наиболее признанные научные теории характеризуются как раз тем, что не запрещают никаких наблюдаемых состояний.

Это очень типичное заявление, как по широте охвата, так и по идеологическому заряду. Первый раз встретившись с таким заявлением, чешешь в затылке: неужели уважаемый философ считает, что теория всемирного тяготения не запрещает, например, наблюдения спелого яблока, срывающегося с ветки и со свистом улетающего в космос, вместо того чтобы стукнуть Ньютона по голове? Такое заявление следовало бы хорошенько обосновать, по меньшей мере. Читаем дальше.

Чтобы убедиться в этом, рассмотрим одну поучительную историю, прежде чем перейти к общим выводам.

Немножко удивительно, что утверждение весьма общего характера предполагается доказать с помощью одной поучительной истории, а потом сразу переходить к общим выводам. Но пусть так, может быть, в самом деле история настолько поучительна, что откроет нам глаза.

Это история о том, как неправильно вели себя планеты. Некий физик доэйнштейновской эпохи, пользуясь ньютоновской механикой и законом всемирного тяготения (N) при некоторых данных условиях (I) вычисляет траекторию только что открытой малой планеты Р.

Минуточку, значит, поучительная история, которую нам предлагают в качестве доказательства, ещѐ и выдуманная? Ну и ну. Ладно, примем и этот поворот темы и попробуем вникнуть в суть доказательства.

Но планета не желает двигаться по вычисленному пути, ее траектория отклоняется. Что делает наш физик? Может быть, он заключает, что, поскольку такое отклонение не предусмотрено теорией Ньютона, а с упрямым фактом ничего поделать нельзя, то, стало быть, теория N опровергнута? Ничуть не бывало. Вместо этого наш физик выдвигает предположение, что должна существовать пока ещѐ не известная планета P', тяготение которой возмущает траекторию Р. Он садится за расчѐты, вычисляет массу, орбиту и прочие характеристики гипотетической планеты, а затем просит астронома-наблюдателя проверить его гипотезу

Это возможно, конечно. Именно так был открыт Нептун. Заметим, однако, что далеко не всякое отклонение наблюдаемой орбиты от расчѐтной возможно приписать вилянию возмущающей планеты. Так, слово «вилянию» вместо «влиянию» в моем предыдущем предложении можно объяснить опечаткой при наборе текста на клавиатуре, но нельзя –ошибкой при сканировании или моей неграмотностью. Если бы там стояло «влиянию», опечатка бы почти исключалась, потому что «и» и «н» далеко друг от друга на клавиатуре, зато была бы вероятна ошибка распознавателя текста, а неграмотность могла бы привести к «влиянию».

Так же, как не всякую ошибку в тексте можно списать на опечатку, далеко не всякое отклонение орбиты можно объяснить влиянием другого небесного тела, и если это вообще удаѐтся, то едва ли по случайности. Уверенность лакатосовского учѐного в своей правоте вполне обоснованна

Но, – говорится дальше,–планета P' слишком мала, еѐ не удаѐтся разглядеть даже в самые мощные из существующих телескопов. Тогда астроном-наблюдатель требует построить более мощный телескоп, без которого успешное наблюдение невозможно.

Не могу не обратить внимания, хотя это и не имеет прямого отношения к обсуждаемому примеру, на наивность философа, очевидно, полагающего, что если более мощный телескоп ещѐ не построен, то это потому, что никто об этом не попросил. На самом деле, конечно, учѐные изготавливают настолько мощные инструменты исследования, насколько позволяют уровень развития техники и экономическая ситуация.

// примечание: просто потому что могут! фиг знает что там интересного всплывет по мере увеличения точности и чувствительности

Через три года новый телескоп готов. Если бы ранее неизвестная планета P' была открыта, учѐные на весь мир раструбили бы о новом триумфе ньютонианской теории. Но ничего подобного не произошло.

Поистине замечателен этот сарказм: «на весь мир раструбили бы». Автор, очевидно, совсем забыл, что рассказывает историю, которую сам целиком выдумал из головы.

Что же наш физик? Отверг ли он ньютоновскую теорию вместе со своей гипотезой о причине отклонения планеты от вычисленной траектории? Отнюдь! Вместо этого он уверяет, что планета P' скрыта от нас облаком космической пыли. Он вычисляет координаты и параметры этого облака и просит денег на постройку искусственного спутника Земли, наблюдениями с которого можно было бы проверить его вычисления.

А вот тут уже начинается настоящее передѐргивание. Или катастрофическое непонимание предмета, о котором трактует философ. Где должно находиться это гипотетическое облако? Если между Землѐй и предсказанной планетой, то при движении обеих по орбитам облако должно перестать заслонять планету, достаточно немного подождать. К тому же это облако будет заслонять и звѐзды, что должно легко обнаруживаться.С этого момента история быстро теряет правдоподобие. На самом деле на этом этапе наиболее вероятным объяснением отклонения траектории становятся ошибки наблюдения, и следует сосредоточить усилия на еѐ уточнении.Никаких денег на спутниковые наблюдения под такую слабую программу нашему гипотетическому учѐному никто не даст, и в первую очередь это предложение не пройдѐт процедуры научного рецензирования. Но Лакатоса это совершенно не смущает, и он предлагает нам уже совершенно фантастическое продолжение:

Предположим, что установленные на спутнике приборы (возможно, самые новейшие, основанные на ещѐ мало проверенной теории) зарегистрировали бы существование гипотетического облака. Разумеется, это было бы величайшим достижением ньютоновской науки. Но облако не найдено. Отбросил ли теперь наш учѐный теорию Ньютона вместе со своими гипотезами о планете-возмутительнице и облаке, превращающем еѐ в планету-невидимку? Ничего подобного. Теперь он уверяет, что существует некое магнитное поле в этом районе вселенной, из-за которого приборы спутника не могут обнаружить пылевое облако. И вот построен новый спутник с другими приборами. Если бы теперь магнитное поле было обнаружено, ньютонианцы праздновали бы головокружительную победу. И снова –увы! Может быть, теперь уже можно считать ньютоновскую теорию опровергнутой? Как бы не так. Тотчас выдвигается новая, ещѐ более остроумная гипотеза, объясняющая очередную неудачу, либо... Либо вся эта история погребается в пыльных томах периодики и уже больше никем не вспоминается

Понятно, почему нам подсовывают не реальную историю, а высосанную из пальца: в реальной истории науки ничего подобного обнаружить нельзя. Но вот ещѐ что интересно: что же там было на самом деле? Почему траектория планеты отклонялась от расчѐтной? Действительно ли оказалась ошибочной ньютоновская динамика? Или неточными наблюдения? Или ещѐ что-нибудь? Поскольку история выдуманная, такой вопрос (к ее автору) вполне правомерен. Мало того, он критически важен, ведь если дело не в ошибочности динамики, тогда весь пафос истории пропадает втуне. Тогда получается, что Лакатос высмеивает учѐного, пытающегося изобрести объяснение наблюдений, совместимое с теорией Ньютона, а учѐный-то как раз в этом и прав. Значит, видимо, Лакатос подразумевает, что ньютоновская динамика действительно нарушается, и нашему учѐному представляется уникальная возможность наблюдать это нарушение, а он его не видит.

Но понимает ли кто-нибудь из философов, что означает – подправить ньютоновскую механику? Пробовал ли кто-нибудь из них для смеху соорудить альтернативную теорию? Вопрос, конечно, риторический – ведь там чуть что тронешь, и посыплются планетные системы. Но вопрос и небезосновательный, мы ещѐ встретимся с безапелляционными утверждениями, что для описания одной и той же реальности можно сконструировать сколько угодно разных теорий. Ещѐ на один аспект этой истории хочется обратить внимание: она изображает, как учѐный транжирит общественные денежки на никому не нужные телескопы и спутники, а всѐ из-за порочной приверженности к недоказанной и недоказуемой теории Ньютона. Этот вывод явно не делается, но в подсознание западает. Но посмотрим всѐ же, какой вывод делается.

Эта история ясно показывает, что даже самые респектабельные научные теории вроде ньютоновской динамики и теории гравитации могут терпеть неудачу, запрещая какие-либо наблюдаемые положения вещей.

Этот пассаж, скорее всего, искажѐн переводчиком и кончался в оригинале примерно так: «may fail to prohibit any observable state of things», т.е. «могут оказаться не в состоянии запретить никакие наблюдаемые положения вещей». Интересна смена модальности по сравнению с началом всей истории: там было безапелляционное «не могут», а здесь «могут оказаться не в состоянии». Видимо, автор всѐ же чувствует, что доказательство немножко недостаточно железо-бетонное.Разумеется, ничего такого эта история не показывает, да и не может показать. К этому и сходным положениям мы ещѐ вернемся, чтобы понять, откуда они всѐ-таки берутся; здесь же нашей целью было продемонстрировать только тот факт, что философ науки предмета своего исследования откровенно не понимает (признаю, этот общий вывод сделан на основании одного примера, но так же поступает и Лакатос; наш пример, по крайней мере, не выдуманный)

2. Второе начало термодинамики по Фейерабенду

Теперь известно, что броуновская частица представляет собой вечный двигатель второго рода и что ее существование опровергает второй закон феноменологической термодинамики.

Философы науки очень любят опровергать законы природы, мы с этим встретимся ещѐ не раз. Причина этого, забегая вперед, примерно такая: философ пытается логически доказать, что закон природы можно однозначно вывести из опыта. Обнаруживает, что это ему не удаѐтся. (Законы природы выводятся из опыта, но не дедуктивно-механически, как того хотели бы ученики Аристотеля, а индуктивно-творчески. Но это отдельная большая тема, о которой надо говорить либо подробно, либо никак.) Отсюда он делает вывод, что раз законы природы логически доказать нельзя, тоих и вовсе не существует.

Однако опровергать законы природы – дело тяжѐлое и неблагодарное, требующее незаурядной ловкости рук. Второй закон термодинамики гласит, что если холодное тело и горячее привести в соприкосновение, то холодное нагреется, а горячее остынет – и никогда наоборот! Как должно было бы выглядеть нарушение этого закона броуновской частицей? Напомню, что броуновское движение –это наблюдаемое в микроскоп самопроизвольное беспорядочное движение мелких пылинок. Чтобы говорить о нарушении второго начала термодинамики в этом случае, требовалось бы установить, что броуновская частица нагревается, отбирая тепло у жидкости. Разумеется, этого не происходит, они находятся при одной температуре. Почему же наш философ говорит о нарушении закона природы? Читаем дальше.

Посмотрим, что требуется для открытия несовместимости между феноменом броуновского движения и вторым законом термодинамики. Для этого требуется: а) измерить точное движение частицы, с тем чтобы установить изменение ее кинетической энергии и энергию, потраченную на преодоление сопротивления жидкости, и б) точно измерить температуру и теплоту, переданную окружающей среде, для обоснования утверждения о том, что любая потеря в данном случае действительно компенсируется ростом энергии движущейся частицы и работой, затраченной на преодоление сопротивления жидкости

Это чрезвычайно путаное объяснение расшифровать можно только предположительно. В пункте (б) говорится, по-видимому, о сохранении энергии. Закон сохранения энергии –это первый закон термодинамики. Таким образом, Фейерабенд утверждает, что если бы можно было непосредственно проверить выполнение первого закона термодинамики в случае броуновской частицы, это опровергло бы второй закон термодинамики. Разумеется, это абсолютная чепуха. Какой же вывод делается из всего этого?

Поэтому «прямое» опровержение второго закона термодинамики, которое опиралось бы только на «феноменологическую» теорию и «факт» броуновского движения, невозможно. Оно невозможно вследствие структуры мира, в котором мы живѐм, и в силу законов, справедливых в этом мире.

В самом деле, прямое опровержение законов, справедливых в мире, в котором мы живѐм, невозможно в силу законов, справедливых в этом мире. О, философия!

И, как хорошо известно, действительное опровержение этого закона было получено совер-шенно иным образом: оно было получено с помощью кинетической теории и благодаря еѐ использованию Эйнштейном при вычислении статистических свойств броуновского движения. При этом феноменологическая теория (T') была включена в более широкий контекст статистической физики (T) таким образом, что условие совместимости было нарушено, и лишь после этого был поставлен решающий эксперимент (исследования Сведберга и Перрина).

А вот здесь мы сталкиваемся с ещѐ одной упрямо повторяющейся темой. Здесь утверждается, что феноменологическая термодинамика (теория тепловых явлений, оперирующая понятиями температуры, давления, количества тепла и т.п., но не связывающая их с молекулярным строением вещества) была опровергнута статистической физикой (теорией теплоты как молекулярного движения). Между тем любой физик скажет вам, что статистическая термодинамика, наоборот, обосновала феноменологическую. Совершенно аналогичным образом философы считают, что, например, теория относительности опровергла ньютоновскую динамику, а физики –что доказала. Как возможно такое фундаментальное расхождение во взглядах? В этом мы попробуем разобраться на примере из Куна.

3. Относительность по Куну

Надо сразу сказать, что Кун грамотнее и Лакатоса, и тем более Фейерабенда в том, что касается понимания физики. Цитировать здесь придѐтся больше.

Наиболее известным и ярким примером, связанным со столь ограниченным пониманием научной теории, является анализ отношения между современной динамикой Эйнштейна и старыми уравнениями динамики, которые вытекали из «Начал» Ньютона. С точки зрения настоящей работы, эти две теории совершенно несовместимы в том же смысле, в каком была показана несовместимость астрономии Коперника и Птолемея: теория Эйнштейна может быть принята только в случае признания того, что теория Ньютона ошибочна. Но сегодня приверженцы этой точки зрения остаются в меньшинстве. Поэтому мы должны рассмотреть наиболее распространѐнные возражения против неѐ.

Кун – методолог, и мотивировка его «Структуры научных революций» методологическая. Отсюда его склонность к нормативным утверждениям вроде «теория... может быть принята только в случае...». Выглядит это так, будто он представляет некий отдел технического контроля, который решает, принять ли теорию или выбросить в брак. К сожалению, методологи науки решительно ограничиваются теми случаями, когда решение уже принято без них. Мне не приходилось встречать работ, в которых методологи рассматривали бы современные конкурирующие теории в области элементарных частиц или космологии и заключали, какие из них предпочтительнее с методологической точки зрения. (Впрочем, см. статью M. Massimi What Demonstrative Induction Can Do Against the Threat of Underdetermination: Bohr, Heisenberg, and Pauli on Spectroscopic Anomalies(1921–24), в которой, судя по резюме, делается вполне честная попытка проверить методологическую теорию на реальных опытных данных.) Итак, Кун рассматривает доводы против идеи о несовместимости теории относительности с классической механикой:

Суть этих возражений может быть сведена к следующему. Релятивистская динамика не может показать, что динамика Ньютона ошибочна, ибо динамика Ньютона всѐ ещѐ успешно используется большинством инженеров и, в некоторых приложениях, многими физиками. Кроме того, правильность этого использования старой теории может быть показана той самой теорией, которая в других приложениях заменила еѐ. Теория Эйнштейна может быть использована для того, чтобы показать, что предсказания, получаемые с помощью уравнений Ньютона, должны быть настолько надѐжными, насколько позволяют наши измерительные средства во всех приложениях, которые удовлетворяют небольшому числу ограничительных условий.

Примерно правильно, но я бы выразил это более решительно и сжато:

1. равнения динамики Ньютона выводятся из уравнений теории относительности в пределе малых скоростей
2. поэтому все наличные свидетельства в пользу классической механики автоматически становятся свидетельствами в пользу теории относительности
3. а всякий, кто претендует на опровержение классической механики, должен сначала опровергнуть теорию относительности.

Таким образом, будучи включена в теорию относительности как еѐ частный случай, классическая механика Ньютона становится неопровержимо доказанной. Вернемся к Куну. Что же он может возразить против приведѐнных выше аргументов? Я пропущу некоторое количество второстепенных рассуждений и процитирую самый главный пункт.

Очевидно, что ньютоновская динамика выводится из динамики Эйнштейна при соблюдении нескольких ограничивающих условий. Тем не менее такое выведение представляет собой передерж-ку, по крайней мере в следующем. Хотя предложения [выведенной из теории относительности динамики Ньютона–Д.М.] являются специальным случаем законов релятивистской механики, всѐ же они не являются законами Ньютона. Или по крайней мере они не являются таковыми, если не интерпретируются заново способом, который стал возможным после работ Эйнштейна. Переменные и параметры, которые в серии предложений, представляющей теорию Эйнштейна, обозначают пространственные координаты, время, массу и т.д., все также содержатся в [выведенной динамике Ньютона –Д.М.], но они всѐ-таки представляют эйнштейновское пространство, массу и время. Однако физическое содержание эйнштейновских понятий никоим образом не тождественно со значением ньютоновских понятий, хотя и называются они одинаково. (Ньютоновская масса сохраняется, эйнштейновская может превращаться в энергию. Только при низких относительных скоростях обе величины могут быть измерены одним и тем же способом, но даже тогда они не могут быть представлены одинаково.) Если мы не изменим определения переменных в [выведенной из теории относительности динамике малых скоростей–Д.М.], то предложения, которые мы вывели, не являются ньютоновскими. Если мы изменим их,то мы не сможем, строго говоря, сказать, что вывели законы Ньютона, по крайней мере в любом общепринятом в настоящее время смысле понятия выведения.

Иначе говоря, доводы Куна сводятся к следующему: «Пусть мы и вывели уравнения классической механики из теории относительности в пределе малых скоростей, но это не означает, что мы вывели саму классическую механику, потому что содержание понятий массы, пространства и т.д., которыми она оперирует, совершенно иные». Но это попросту неверно. Возьмем, например, массу. В классической механике есть две массы, а не одна: инертная, которая определяет, насколько трудно сдвинуть тело с места, и гравитационная, которая определяет, насколько сильно тела притягиваются друг к другу. Эти две величины тождественно равны, но это равенство представляется в классической механике необъяснимым совпадением. В теории относительности оба свойства – инерции и притяжения – сохраняются точно в том же смысле, но их равенство оказывается фундаментальным законом природы («объясняется»). Важно для нас сейчас то, что масса как мера инертности и гравитации имеет в точности одно и то же физическое содержание и у Ньютона, и у Эйнштейна.

Далее, сохранение массы в классической механике вообще не утверждается, она прекрасно работает и с телами переменной массы (например, космическими ракетами, которые становятся легче по мере выгорания топлива). Сохранение массы – это закон Ломоносова–Лавуазье, совершенно отдельный. Зато в классической механике доказывается закон сохранения механической энергии. А теория относительности, устанавливая эквивалентность массы и энергии, объединяет эти два закона сохранения (массы и энергии), существовавшие до того независимо друг от друга, в один общий закон.Но при том, что у массы обнаружились новые свойства, она всѐ же та же самая масса. Это то, что определяет инерцию и гравитацию и в классической, и в релятивистской механике. Что означает выражение «но даже тогда они не могут быть представлены одинаково», я не понимаю и оставляю его на совести Куна (или его переводчика). Главное, что отсюда можно заключить, –это, к сожалению, опять фундаментальное непонимание физики, на этот раз –того, что такое масса.Сложнее обстоит дело с понятием пространства. Философы любят поминать «абсолютное пространство ньютонианцев», с которым покончила теория относительности. Но если поглядеть на три закона Ньютона, никакого «абсолютного пространства» там усмотреть невозможно. Во-первых, там вообще речь идѐт не о пространстве, а о движении и силах, а во-вторых, в этих законах нет и абсолютности, наоборот, в них воплощѐн принцип относительности Галилея («галилеевская инвариантность»). Тот самый принцип относительности, который впоследствии лѐг в основу и специальной теории относительности Эйнштейна и который гласит, что не существует способа узнать, покоишься ли ты или движешься с постоянной скоростью, если не указать, относительно чего. Разница только в том, что Эйнштейну надо было согласовать с этим принципом ещѐ и электродинамику Максвелла, которая ему, казалось, противоречила.

Конечно, нельзя не признать, что наше понятие о пространстве сильно изменилось в результате работы Эйнштейна. Можно даже сказать, что теория относительности опровергла прежние представления о пространстве. Но эти прежние представления отнюдь не лежали в основе ньютоновской механики, что позволило бы хотя бы в каком-то смысле признать теорию относительности еѐ опровержением. Напротив, в той мере, в какой понятие об абсолютном пространстве вообще связано с ньютоновской механикой, оно скорее относится к философской надстройке над ней. Поэтому можно реконструировать ситуацию следующим образом:

1. философ интерпретирует уравнения классической механики и создаѐт концепцию абсолютного пространства;
2. появляется теория относительности, включающая классическую механику как частный случай при малых скоростях;
3. физик считает классическую механику объяснѐнной и окончательно доказанной тем, что она включена в более общую теорию;
4. философ интерпретирует теорию относительности и обнаруживает, что понятие пространства, построенное на еѐ основе, обладает качественно новыми свойствами;
5. вместо того, чтобы сказать, что теория относительности опровергла его прежние построения насчѐт природы пространства, философ утверждает, что она опровергла классическую механику.

Иначе говоря, я полагаю, что упорство философов в опровержении Ньютона происходит из недоразумения. Не понимая настоящей физики, выраженной уравнениями, философы принимают за физику слова, которые говорятся вокруг и по поводу уравнений (в том числе, конечно, и самими учѐными). Но слова обманчивы, двусмысленны и многолики, как Протей. И чем дальше, тем эта ситуация становится хуже, потому что уравнения, которыми оперирует современная наука, усложняются чрезвычайно, и всѐ труднее оказывается без специального образования хотя бы приблизительно, на полуинтуитивном уровне, представить себе, как они выглядят и что означают. Но что говорить о современной науке, когда, как выясняется, классик философии науки обнаруживает непонимание даже классической механики. Впрочем, дело не в сложности уравнений, а в принципиально разном модусе мышления философа и физика. Философ убеждѐн, что всѐ, что можно доказать, можно доказать одними словами; в этом и состоит главный порок философии, по крайней мере тогда, когда она обращается к естествознанию.

4. Вокруг Коперника

Фейерабенд:

...Мысль о движении Земли – эта странная, древняя и «совершенно нелепая» идея пифагорейцев после Аристотеля и Птолемея была выброшена на свалку истории и возрождена только Коперником, который направил еѐ против еѐ же прежних победителей.

Лакатос:

Но когда защитный пояс теоретических уловок утрачивает «простоту» до такой степени, что данная теория должна быть отброшена? Например, в каком смысле теория Коперника «проще», чем теория Птолемея? Смутное дюгемовское понятие «простоты», как верно замечают наивные фальсификационисты, приводит к слишком большой зависимости решения методолога или учѐного от чьего-либо вкуса.

Кун:

Даже более тщательно разработанный проект Коперника не был ни более простым, ни более точным, нежели система Птолемея. Достоверные проверки с помощью наблюдения, как мы увидим более ясно далее, не обеспечивали никакой основы для выбора между ними.

Переход от системы Птолемея к гелиоцентрической системе – излюбленный предмет наших философов. С одной стороны, тут всѐ до конца понятно, в отличие от теории относительности или квантовой механики, а с другой стороны, налицо явный переворот всех прежних представлений. Правда, переход этот происходил ещѐ в донаучный период естествознания, но можно сказать, что небесная механика (или, точнее, кинематика) опередила все остальные отрасли и уже тогда была точной (т.е. количественной) экспериментальной наукой.Разные аспекты того, как этот переход исторически происходил, описаны всеми тремя нашими авторами, и хотя их описания не вполне согласуются друг с другом, нас будет интересовать не это, а то, в чѐм они все согласны друг с другом: не существует разумного основания, на котором можно было бы признать превосходство гелиоцентрической системы перед системой Птолемея в тот период, когда она появилась (т.е. до наблюдения фаз Венеры). 

Она не была ни точнее, ни проще, а зато шла против здравого смысла. Поэтому победу гелиоцентрической системы якобы можно приписать только полемическому дару Галилея или же тому, что разумно было дать новой теории шанс, поскольку ясно было, что старая исчерпала потенциал развития.Я хочу отвлечься от исторических обстоятельств и показать, что на самом деле есть один очень простой и сильный критерий в пользу гелиоцентрической системы. Я не утверждаю, что он играл свою роль в конкретных исторических обстоятельствах, но всякий современный учѐный не испытал бы ни малейших затруднений в его применении к этой ситуации, как он применяет его чуть ли не на каждом шагу в своей работе. Этот критерий – количество подгоночных (свободных, феноменологических) параметров. Что это значит?

Система Птолемея в еѐ простейшем виде сводится к тому, что для каждой планеты имеется вращающаяся вокруг Земли хрустальная сфера, на этой сфере укреплена ещѐ одна сфера, поменьше и тоже вращающаяся, а уже на этой сфере укреплена планета. В результате видимое движение каждой планеты описывается четырьмя параметрами: диаметрами двух сфер и периодами их вращения.Гелиоцентрическая система в еѐ простейшем виде утверждает, что Земля является одной из планет, и все планеты обращаются вокруг Солнца по окружностям. При этом, если глядеть с Земли, движение остальных планет представляется как сумма двух движений – собственного обращения планеты вокруг Солнца и обращения наблюдателя вокруг Солнца вместе с Землѐй. В результате наблюдатель видит в точности то же самое, что и в птолемеевском случае, где движение планеты тоже было суммой двух обращений! (Следует заметить, что сам принцип сложения движений не был тогда очевиден, и Галилею,может быть, принадлежит честь его открытия; он теснейшим образом связан с упомянутой выше галилеевской инвариантностью.) Сколькими параметрами определяется траектория планеты на небесах в гелиоцентрической системе? Тоже четырьмя, конечно, – диаметрами орбит Земли и самой планеты и их периодами обращения. Однако разница тут в том, что два из этих параметров для всех планет одинаковы!

Поэтому полное число параметров для 7 планет составит 28 для системы Птолемея против 16 для гелиоцентрической системы. На человека, не имевшего дела с научной работой, это может не произвести впечатления. Но этот же факт можно выразить иначе: гелиоцентрическая система объяснила некоторые соотношения между параметрами орбит, ранее представлявшиеся непонятными совпадениями: почему все малые сферы вращаются с одной и той же скоростью? (Потому что на самом деле это скорость обращения Земли вокруг Солнца.)

Вообще, всегда, когда удаѐтся снизить число свободных параметров в теории, это значит, что нам удалось что-то объяснить, найти какие-то новые связи между сущностями, ранее казавшимися отдельными. Именно поэтому физики так стремятся к теориям, объединяющим ранее не связанные явления – от электромагнетизма до Великого Объединения (которое ещѐ не достигнуто). Ньютон связал закон падения тел на Земле с законом обращения планет вокруг Солнца, показав, что это один и тот же закон. Эйнштейн связал гравитационную массу с инертной, показав, что это одна и та же величина. Любая теория, которая вскрывает связь между далекими явлениями, приносит нам новое глубокое понимание природы вещей. Поэтому и система Коперника лучше системы Птолемея. Но это, казалось бы, еще не гарантирует ее правильности. Однако количество свободных параметров в теории имеет и другое очень важное значение. Через две точки можно провести только одну прямую, но бесконечно много дуг окружностей.

Почему?

Потому, что прямая задается двумя подгоночными параметрами (наклон и сдвиг), а окружность – тремя (две координаты центра и радиус). По той же причине через любые три точки можно провести дугу окружности, но далеко не через любые три – прямую. И если оказывается, что три точки лежат на одной прямой, это неспроста (не случайное совпадение).Так же и с теориями. Чем больше свободных параметров в теории, тем легче еѐ подогнать под наблюдательные данные, тем меньше еѐ научная ценность...Стоп! Разве это не парадокс?

Разве не лучше для учѐного такая теория, которую легко подогнать под эксперимент? Отнюдь нет.

Потому что учѐного заботит, чтобы согласие теории с наблюдениями было убедительным, для чего необходимо, чтобы это согласие давалось нелегко и нельзя было его списать на случайность. Если теорию можно подогнать к любым данным, грош ей цена. Идеальная теория вообще не содержит свободных параметров. Так, согласно кинетической теории идеального газа, удельная теплоѐмкость всех одноатомных газов должна быть одинакова. В такой формулировке теория допускает (и выдерживает) совершенно недвусмысленную проверку. Гелиоцентрическая система Коперника лучше геоцентрической системы Птолемея, потому что ее согласие с наблюдениями гораздо труднее объявить игрой случая.

Принцип минимизации числа свободных параметров, вероятно, близкородственен «бритве Оккама» («не умножай сущностей сверх необходимости»). Преимущество его – в точности определения, зато он и менее широко применим. Но я думаю, что большинство случаев применения бритвы Оккама в науке можно переформулировать через число свободных параметров.Итак, понимали это Галилей с Коперником или не понимали, но гелиоцентрическая система определѐнно лучше геоцентрической. Почему же философы не заметили этого? Увы, приходится опять признать, что они некомпетентны в предмете своего анализа – науке.

---

// Примечание: я думаю, вы уже уловили основную идею текста, и если хочется ознакомиться с ним в полном виде стоит заглянуть в оригинал. я же не буду утомлять читателя и сразу же закончу.

 

9. Ну и что?

Наши рассуждения увели нас довольно далеко, по видимости, от исходного пункта, и пора уже вернуться к нему и окинуть взглядом исследованную территорию. Вспомним, с чего всѐ началось:

«Хотелось бы тогда спросить, а каковы критерии и способы познания истины хотя бы в мирских делах (в естествознании, истории и т.д.)? Сегодняшняя философия (которая учитывает сразу и Гѐделя, и Куна с Лакатосом, и ещѐ довольно-таки многое в том же роде) не может на это ответить. Тогда следует ли нам удивляться, что о богословии ей сказать и вовсе нечего?»

Мне представляется, что роль философии на самом деле заключается не в том, чтобы отвечать на вопросы. Я не знаю ни одного вопроса, на который философия как целое нашла бы ответ. На каждый философский вопрос в разных философских течениях можно найти разные ответы. (В этом она отличается от науки и сходна с религией.) Нет, философия не умеет отвечать на вопросы, зато она очень хорошо умеет их задавать. Здравый смысл склонен смеяться над «дураком, который может задать столько вопросов, что и сто мудрецов не ответят», но к нему самому надо относиться с осторожностью – ведь за последние сто лет наука нашла много такого, что здравому смыслу очень трудно переварить. Философия играет роль «адвоката дьявола», задавая неудобные вопросы и подвергая сомнению очевидности, которые от этого перестают быть очевидными. К сожалению, однако, к этой благородной задаче слишком часто подходят с совершенно негодными средствами. Примеры научной безграмотности философов, берущихся судить о науке, можно приводить бесконечно. Вот, например, такая величина, как Хайдеггер («Время картины мира») путает скорость и ускорение во втором законе Ньютона: «всякая сила определяется смотря по тому и, стало быть, есть лишь то, что она даѐт в смысле движения, т.е. опять-таки в смысле величины пространственного перемещения за единицу времени» А предложением выше он называет «определением» (т.е., по-видимому, аксиомой или постулатом) утверждение о том, что «любое место в пространстве подобно любому другому», – а ведь это никоим образом не аксиома, а эмпирический факт, подлежащий экспериментальной проверке и имеющий глубокие связи с другими фактами.  В частности, из него следует закон сохранения импульса. Эта ошибка не такая постыдная, как первая, зато гораздо более важная.

Но нигде я не видел такого комичного в своѐм простодушии признания, как вынесенная в эпиграф цитата из Лакатоса.

Физики редко проясняют свои теории до той степени, когда критику легко поймать их на слове.Имре Лакатос, «Фальсификация и методология научно-исследовательских программ»

В самом деле, выходит, что не стоит удивляться тому, что «сегодняшняя философия не может ответить на вопросы о критериях истины и способах еѐ познания».