НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

Библиотечка «За страницами учебника»

Принципы научного мышления. Ракитов А. И. — 1975 г.

Анатолий Ильич Ракитов

Принципы научного мышления

*** 1975 ***


DjVu


 

PEKЛAMA

Услада для слуха, пища для ума, радость для души. Надёжный запас в офф-лайне, который не помешает. Заказать 500 советских радиоспектаклей на 9-ти DVD. Ознакомьтесь подробнее >>>>


      СОДЕРЖАНИЕ
     
      Глава I. КОПЕРНИКИАНСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В МЫШЛЕНИИ 5
      Рождение Афины 5
      Революция в научном мышлении 17
      Пирамида принципов 29
     
      Глава II. СИСТЕМА НАУЧНОГО ЗНАНИЯ 33
      Принцип системности 33
      Первое знакомство с законом 41
      Альтернативы и связь законов 49
      Теоретические размышления, эмпирические наблюдения, экспериментальная деятельность и парадигма 63
     
      Глава III. СОВРЕМЕННАЯ НАУКА. НОВОЕ В НАУЧНОМ МЫШЛЕНИИ 74
      Изменение канонов классического мышления 74
      Наглядность и математика в научном мышлении 88
      Организация знания и структура исследования 110
      Вероя гность, неопределенность и развитие 127
      ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ 142

     
      Чем более тонкой и специализированной становится наука, тем сильнее чувствуется необходимость постичь ее существенные черты наглядно, так сказать, легко, удобоваримо, без технического аппарата.
      А. Эйнштейн
     

      Глава 1
      КОПЕРНИКИАНСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ В МЫШЛЕНИИ
     
      Рождение Афины
      При первом знакомстве с великими научными теориями и открытиями возникает впечатление, будто они появляются в голове ученого законченньими и совершенными, подобно тому как законченной и совершенной возникла из головы громовержца Зевса Афина Паллада, покровительница мудрости. Однако чем пристальнее вглядываешься в историю науки, тем очевиднее становится, что это впечатление обманчиво. Внезапные озарения подготовлены долгим развитием, наиболее совершенные теории обнаруживают свое несовершенство и подвергаются видоизменениям. Сама грань между научным и ненаучным, между тем, что является открытием гения и достоянием школьника, результатом лабораторного исследования и предметом промышленного производства, гибка, условна и относительна.
      Сотни специалистов: логики, психологи, науковеды, естествоиспытатели и философы — размышляют над природой науки. Но по мере решения одних вопросов все больше возникает других, нерешенных. Даже само понятие науки подвергается беспощадному анализу и сомнению. Наука — это прежде всего теория, но это и метод, ведущий к созданию теории; наука — это закон, отражающий необходимое в мире. Но закон невозможен без фактов, вбирающих в себя случайное, преходящее. Наука — это отвлеченные понятия, но вместе с тем она вырастает на почве действительности и используется для ее преобразования. Поэтому одни ученые дают ей очень лаконичные определения, применимые лишь к отдельным научным дисциплинам, другие считают, что ее вообще нельзя определить.
      Что общего между абстрактной алгеброй, оперирующей трансфинитными числами, и историей древнего мира, между физикой элементарных частиц и географией, описывающей рельеф местности? Почему все эти столь различные дисциплины называются наукой?
      Когда мы имеем дело со сложным, развивающимся явлением, следует сразу же решить, будем ли мы принимать в расчет историческое движение интересующего нас предмета или ограничимся лишь знакомством с результатом, имеющимся на сегодняшний день. Учет процесса развития — есть основное требование диалектики. "Можно, конечно, возразить, что, подходя к вопросу с определенной философской позиции, мы заранее предопределяем возможный ответ. Однако не следует забывать, что отсутствие такой позиции делает поиски ответа просто бессмысленными. Видимый образ предмета зависит не только от его объективной конфигурации и окраски. В известной мере он определяется и выбором наблюдательного пункта. И в этом нет никакого проявления субъективизма. Тот, кто, стремясь к максимальной объективности, сказал бы, что будет осуществлять наблюдения со всех возможных позиций одновременно пли ни с одной из них, никогда бы не смог осуществить своего намерения. Поэтому, когда ученый задумывается над поставленными выше вопросами, он сознательно или бессознательно принимает некоторую философскую позицию. Приходя к определенному ответу, он не только становится обладателем новой истины или нового заблуждения, но вместе с тем получает подтверждение или опровержение справедливости своего философского кредо, мировоззрения, метода рассуждения, которым он пользовался при обсуждении волнующих его проблем.
      Рассматривая науку в историческом развитии, мы будем стремиться прежде всего к выяснению ее истоков, исторически простейших форм, ибо в них легче всего обнаружить ее специфические черты. И еще одно соображение. Когда мы задаем вопрос: «Что такое хирургия?», — мы можем поступать двояким образом: 1) Перечислить все виды заболеваний, для лечения которых необходимы хирурги, и сказать: эти случаи и есть область хирургии, а совокупность необходимых для этого знаний — есть хирургия; 2) Рассмотреть
      несколько наиболее типичных хирургических операций и выявить специфические неотъемлемые черты хирургической деятельности, отличающие ее от других способов лечения болезней.
      Анализ деятельности, ведущий к определенному результату, не следует противопоставлять изучению результатов, возникших в итоге этой деятельности. Несмотря на взаимную связь, оба эти подхода различны, и каждый обладает своими достоинствами. В книге «Анатомия научного знания» (М., 1969) наука рассматривается как результат определенной деятельности, как уже построенное здание, как завершенная операция. Теперь к ней стоит подойти с другой стороны, рассматривая ее как особый способ деятельности. Этот способ деятельности называется «научным мышлением», а его наиболее важные закономерности и условия представляют собой «принципы научного мышления».
      Человек осуществляет много различных видов деятельности. К их числу относятся: производство материальных предметов, производство духовных и культурных ценностей, религиозная, художественная и познавательная деятельность. Научное мышление есть наиболее совершенный и тонкий вид этой последней.
      Рождение Афины было чудом. Как и всякое чудо, оно представляет собой единичный, неповторимый, а потому и необъяснимый акт. Рождение науки имеет не только свою предысторию, но и свое продолжение. Отдельный человек останавливается в своем развитии, ибо он конечен, смертен. Человечество развивается постоянно. Наука есть результат особой познавательной деятельности человечества, и в анализе этой деятельности следует искать ключи к тайнам науки.
      Знаменитая книга Коперника «О вращении небесных сфер», латинское название которой вынесено в заглавие этого раздела, была опубликована в 1543 году, незадолго до его смерти. В ней современникам Коперника предлагалась стройная и продуманная теория солнечной системы. Вопреки старой, геоцентрической системе, считавшей Землю центром мироздания и утверждавшей, в очевидном согласии с наблюдениями, что небесные светила вращаются вокруг нее, вар-мейский каноник провозгласил Солнце центром планетарной системы и постарался доказать, что Земля п прочие планеты вращаются по сферическим орбитам вокруг дневного светила. Это был дерзкий вызов христианской церкви, католическому богословию и традиционному средневековому мировоззрению, пронизью вавшему весь так называемый здравый смысл, лежавший в основе жизнедеятельности современников Коперника. Эту сторону дела хорошо знает теперь каждый школьник, но не только в ней заключается смысл открытия Коперника. Говоря о значении велщ кого открытия Коперника, Энгельс заметил — и это особенно важно для пашей темы, — что именно этим открытием датируется становление нового естествознания, науки в се современном смысле. Вот почему, обращаясь к учению Коперника, мы можем решить сразу несколько задач. Во-первых, выяснить, так сказать, у самых истоков основные черты и отличительные особенности современной науки. Во-вторых, выявить особенности научного мышления, результатом которого явилась эта наука.
      Неужели простой переход от геоцентрической системы к гелиоцентрической, скажете вы, сам по себе является основой создания новой науки, тем рубежом, который позволил Энгельсу датировать книгой Коперника новый этап в развитии человеческого мышления?
      Нет, дело не только в этом.
      Эпоха Коперника была проникнута духом революции и предвещала революционные изменения в сфере материального и интеллектуального производства. Кроме того, любое, даже второстепенное открытие — результат определенной деятельности, определенного, своеобразного способа мышления. И именно эта сторона дела часто остается в тени, когда говорят о значении коперникианской революции, сводя ее к перевороту в астрономической картине мира.
      Сам такой переворот был возможен лишь как следствие нового способа мышления, и я полагаю, что Коперник вполне отчетливо осознавал это обстоятельство. В посвящении папе Павлу 111 он сформулировал ряд идей и соображений, которые в силу своей лаконичности часто ускользали от внимания исследователей. А между тем именно они представляют для нас наибольшую ценность. Величие полученного Коперником результата часто затмевало блеск его интеллектуального инструментария. Мы вправе поэтому обратить свое особое внимание именно на этот инструментарий, ибо он составляет ту основу, благодаря которой Коперник не только создал новую астрономию, но и заложил фундамент новой науки.
      Прежде всего стоит спросить: действительно ли Коперник первый сформулировал гелиоцентрический принцип, создал его, так сказать, на пустом месте? Из истории науки известно, что некоторые античные мыслители вплотную подходили к гелиоцентрическому миропониманию. Но может быть, Коперник ничего об этом не знал? Лучше всего, чтобы он сам ответил на этот вопрос, тем более, что, будучи человеком обширной и глубокой образованности, он добросовестно изучал труды своих предшественников. Вот что говорит он в упоминавшемся посвящении: «...я принял на себя труд прочесть доступные мне сочинения всех философов с целью убедиться, допускал ли кто-либо из них иной род движения, чем тот, который преподается в наших школах. И вот нашел я сперва у Цицерона, что Никетас допускал движение Земли; а из одного места у Плутарха усмотрел я, что и иные были того же мнения. Вот подлинные слова Плутарха (приводится греческий текст): «Обыкновенно принято, что Земля находится в покое; но пифагореец Филолай допускает, что Земля, равно как и Солнце и Луна, движется вокруг огня по косому кругу. Гераклид Понтский, а равно и пифагореец Экфант также придают Земле движение, но не поступательное, а вращательное, вследствие которого она, подобно колесу, по направлению от заката к восходу вращается вокруг своего центра»».
      Однако обнаруженные Коперником у древних мыслителей фрагменты и наброски гелиоцентрической картины не представляли собой стройной системы. Они не были облечены в строгую математическую форму. Догадки Филолая, Экфанта, Гераклида Понт-ского, Аристарха Самосского и других не опирались на точное доказательство н не отвечали точно сформулированным критериям научности.
      Господствовавшая во времена Коперника геоцентрическая система знаменитого александрийского математика Клавдия Птолемея обладала несравненно большими достоинствами, чем догадки античных гелиоцентристов. Во-первых, она лучше согласовывалась с наблюдениями; во-вторых, объяснения наблюдаемых движений небесных светил в каждом отдельном случае проводились с помощью строгих (с тогдашней точки зрения) математических рассуждений.
      И все же Коперник обнаружил в геоцентрической системе ряд фундаментальных недостатков. Это касалось прежде всего принципов построения теории и ее методологических основ, если пользоваться современной терминологией. Коперник обращает внимание на то обстоятельство, что геоцентрическая концепция не представляет собой единой, стройной картины мира. Давая объяснения каждому отдельному наблюдаемому явлению, она не в состоянии привести к построению внутренне согласованной системы теоретических знаний. Для описания движения небесных светил в каждом отдельном случае Птолемей использовал особые «начала», не связанные друг с другом принципы и основания объяснения. «Таким образом, — замечает Коперник, — с ними получилось то же самое, как если бы кто-нибудь набрал из различных мест руки, ноги, голову и другие члены, нарисованные хотя и отлично, но не в масштабе одного и того же тела; ввиду полного несоответствия друг с другом из них, конечно, скорее составилось бы чудовище, а не человек».
      Это обстоятельство приводит Коперника к утверждению прямо противоположного принципа, который мы могли бы назвать принципом единства системы научного знания. Сам Коперник, разумеется, не употреблял подобной терминологии.
      В чем же заключается зтот принцип?
      Во-первых, в основу объяснения рассматриваемых явлений, в данном случае астрономических, следует положить минимальное число начал. Такие начала, или исходные утверждения, говоря современным языком, образуют принципы данной научной дисциплины. Они должны быть едиными для всех рассматриваемых в теории явлений, а не различными и специфическими для каждого явления, как в учении Птолемея.
      Во-вторых, начала, или принципы, должны согласовываться друг с другом, быть, говоря словами Коперника, одного масштаба. Здесь нетрудно усмотреть требование соответствия, ставшее в наши дни одним из центральных методологических критериев научности. Математические утверждения и конструкции, использовавшиеся в геоцентрической концепции для объяснения движения одного небесного светила, зачастую не только оказывались малопригодными для объяснения движения других светил, но и прямо противоречили основаниям, необходимым для объяснения последних.
      Внутренняя согласованность и непротиворечивость исходных положений каждой научной теории становится важнейшей предпосылкой ее всеобщего признания. Но этого мало. Как и большинство мыслителей своего времени, Коперник, зачастую бессознательно, склонялся к естественнонаучному материалистическому миропониманию. То или иное научное построение должно непременно согласовываться с опытом наблюдения.
      Мы увидим в дальнейшем, что этот тезис отнюдь не так прост, как кажется на первый взгляд. Но сейчас для нас существенно то, что согласие точных научных знаний с чувственным наблюдением было для Коперника одним из принципов построения всякой подлинной теории. «Хотя Клавдий Птолемей, — писал он, — стоящий впереди других по своему удивительному хитроумию и тщательности, после более чем сорокалетних наблюдений завершил созидание всей этой науки почти до такой степени, что, как кажется, ничего не осталось, чего он не достиг бы, мы все-таки видим, что многое не согласуется с тем, что должно было бы вытекать из его положений; кроме того, открыты некоторые другие движения, ему не известные».
      Здесь важно отметить, что система Птолемея в общем согласовывалась с основными наблюдаемыми движениями описываемых им светил. Однако Коперник упрекал своего предшественника в том, что его теория не допускает более высокой степени соответствия и не поддается в этом смысле усовершенствованию. Стоит специально отметить, что Коперник, говоря о согласии теории с наблюдением, был далек от наивного представления, будто бы понятия и законы науки поддаются непосредственному сравнению или сопоставлению с результатами наблюдения. Он со всей определенностью утверждает, что речь идет о согласовании результатов математических вычислений и доказательств с опытными данными. И именно поэтому он уделяет особое внимание математическим основам своего учения.
      Во времена Коперника интерес к математике, особенно к геометрии, был чрезвычайно велик. Знакомство с вычислительной математикой и геометрией Евклида входило в программы ведущих университетов. Как математик Коперник не сделал ничего принципиально нового. Но он отчетливо понимал, что подлинная естественнонаучная теория должна говорить на языке математики и задаваться в математической форме, причем математика выступает не как внешняя, лишь организующая структура научного знания, но как способ его построения и развития. В посвящении Павлу III он с самого начала обращает внимание на то, что главная слабость геоцентрической концепции состоит в шаткости ее математических основ. Обнаружив их несовершенство, он, по существу, провозглашает тезис, согласно которому несовершенство математических конструкций научной теории есть признак ее собственного несовершенства. Требуя, чтобы вся система знаний была построена на единых и прочных
      математических основаниях, Коперник, пожалуй, первый практически осуществил подобное построение. И хотя применяемый им аппарат математических доказательств с современной точки зрения далек от совершенства, остается только удивляться, каких значительных результатов добился сам вармейский каноник. Нго книга представляет собой одну из первых попыток дедуктивного построения естественнонаучной теории. Смысл этого метода заключается в выведении предложений (теорем или законов) данной науки из небольшого числа взаимосогласованных исходных положений — принципов. Со времени Коперника дедуктивное построение естественнонаучной теории, находившее ранее применение лишь в математике, начинает все шире распространяться в естественных науках.
      Наконец, стоит, пожалуй, особо отметить, что Коперник сам указывает не только на теоретические соображения, приведшие его к пересмотру старых воззрений, но и на практические потребности, побудившие его к новым изысканиям в области астрономии. Он напоминает, что на V Латеранском соборе (1512 — 1517 годы) вопрос о принятии нового церковного календаря остался нерешенным как раз из-за несовершенства астрономии. Нечего говорить, сколь важен был правильный календарь, и прежде всего для навигации, бурно развивавшейся в эпоху великих географических открытий.
      Прежде чем закончить этот параграф, считаю полезным точнее разграничить два важных понятия: принципы научной теории и принципы научного мышления.
      Если представить научную теорию в наиболее совершенном виде, то есть в виде последовательности взаимосвязанных предложений, законов или теорем, выводимых друг из друга по определенным правилам,
      то принципы такой теории представляют собой исходные, наиболее общие утверждения, согласованные Друг с другом и образующие основание, из которого выводятся все остальные утверждения. Так три знаменитых начала термодинамики, науки, изучающей законы тепловых процессов, образуют те исходные утверждения, из которых выводятся остальные законы этой теории. То же самое можно сказать о трех основных законах ньютоновской классической динамики, исторически послужившей исходными принципами для разработки динамической теории движения твердых тел. В квантовой механике роль исходного утверждения, принципа, может играть знаменитый постулат Шрёдингера. И по содержанию, и по количеству принципы различных теорий отличаются друг от друга. Они относятся к определенной предметной области, то есть совокупности явлений и процессов, изучаемой данной теорией. Понятия, с помощью которых формулируются законы ньютоновской динамики, то есть масса, сила, ускорение и т. п., отображают определенные свойства и отношения движущихся предметов. Понятия, фигурирующие в принципах термодинамики, относятся к тепловым процессам и их свойствам.
      Принципы научного мышления, отражая опосредованно явления и процессы материального мира, в то же время выражают те условия, правила и требования, которым должны удовлетворять сами эти теории. Принципы научного мышления говорят, например, об условиях истинности научной теории, о том, каким образом одни законы данной теории выводятся из других, как проверяются и устанавливаются эти законы. Их назначение — сформулировать некоторые закономерности, обосновать требования, которым должна удовлетворять любая система знаний, для того, чтобы мы могли считать ее научной.
      Теперь мы можем с достаточной ясностью установить, что Коперник совершил не только переворот в области астрономии, выдвинув и сформулировав принципы гелиоцентрической системы, но и попытался, хотя и в очень лаконичной форме, сформулировать новые принципы научного мышления. Была ли, однако, эта попытка столь же революционной, как и первая? Имела ли она столь же значительные последствия? Был ли и в этой области Николай Коперник То-ронский столь же выдающимся мыслителем, как и в области астрономии? Нам придется обсудить еще некоторые проблемы, для того чтобы ответить на эти вопросы с более основательным знанием фактов.
      Революция в научном мышлении
      Что гелиоцентрическая система глубже и вернее объясняет законы движения планет, позволяет точнее предсказывать изменения в их положении, что она проще, а допускаемые ею вычисления точнее, чем это имело место в геоцентрической системе, стало ясно сразу же после появления книги Н. Коперника. Ясно было и то, что учение Коперника означает коренной переворот в мировоззрении. Именно это обстоятельство вызвало столь яростное сопротивление со стороны официальной католической идеологии, пытавшейся с помощью костров и инквизиции уничтожить копер-никианскую идею. Гораздо труднее обнаружить фундаментальные изменения в принципах научного мышления, в способе познания, размышления, приведшем к столь знаменательному результату. Я полагаю, что самым надежным в данном случае является путь сравнения концепций Птолемея и Коперника, а также тех исходных принципов, опираясь на которые, каждый из этих мыслителей пришел к своей картине мира. При этом сосредоточим внимание на двух проблемах. Первая из них — отношение к наблюдению, точнее к наблюдаемым, чувственно воспринимаемым явлениям. Вторая — выбор математической модели, лежащей в основе системы и используемой для объяснения и предсказания явлений.
      Геоцентрическая система Птолемея опиралась на огромный опыт астрономических наблюдений. В каком-то смысле мы вправе, пожалуй, сказать, что он дал математическое завершение огромному эмпирическому материалу, накопленному древними астрономами. Его знаменитый предшественник Гиппарх в течение нескольких десятилетий проводил тщательные наблюдения за движением Солнца, фиксируя суточные и годичные изменения в его положении на небосводе. Птолемей не только использовал предложенную Гиппархом теорию движения Солнца, но и, опираясь на многочисленные наблюдения и измерения, осуществленные в течение двух столетий после Гиппарха, попытался свести воедино все тогдашние астрономические представления. Его система, таким образом, претендует на обобщение эмпирического материала. Соответствовать результатам наблюдения в наиболее буквальном и образном смысле этого слова — ее действительный, хотя и не всегда открыто провозглашаемый девиз. И, как это часто бывало в науке, именно стремление к такому наиболее точнохму соответствию оказалось вместе с тем пагубным для системы Птолемея.
      На протяжении почти тысячи лет после опубликования «Альмагеста» Птолемея эта книга была не только вершиной астрономической теории, но и основой практических наблюдений. Они-то и показали, что в огромном большинстве случаев математические рас-
      четы, осуществленные на основе птолемеевской теорйи, расходятся с результатами наблюдений. Значительная заслуга в обнаружении этого обстоятельства принадлежит средневековым арабским астрономам. Знаменитый философ, математик и астроном XII века Аверроэс даже утверждал, что «астрономия Птолемея ничтожна в отношении существующего, но она удобна, чтобы вычислить то, чего не существует». К середине XVI века был накоплен огромный фактический материал, обнаруживавший большое число частных недостатков системы Птолемея. И все же сама система не была поколеблена; не потому, что не видели ее недостатков, а потому, что ей нечего было противопоставить, ибо отдельные частные поправки не могли устранить коренного порока: неспособности достаточно точно обьяснить и предсказать движение небесных светил.
      Но почему система Птолемея, возникшая на базе астрономических наблюдений, вступила с ними в противоречие? Можно предложить несколько ответов:
      а) изменилась техника наблюдения, усовершенствовалась вычислительная математика, и в результатах, на которые опирался Птолемей, обнаружили неточность;
      б) произошли серьезные изменения в самом движении небесных светил, и некогда адекватная им теория стала неадекватной;
      в) наконец, можно было предположить, что сама теория Птолемея в основе своей неверна.
      Второй из этих ответов вряд ли имел во времена Коперника серьезных приверженцев. Если не считать малозаметных изменений и небольшого числа открытых за 10 веков небесных тел, Клавдий Птолемей и Николай Коперник, несмотря на разделявшее их тысячелетие, видели одно и то же небо, наблюдали, хотя и из разных пунктов Земли, одни и те же светила, и это не позволяло серьезно говорить о каких-то коренных изменениях в движении небесных светил. Стоит специально подчеркнуть, что вармейский каноник не открыл ни одного нового светила, ни одной новой туманности и что находившийся в его распоряжении эмпирический материал, если не считать его количественного возрастания, не отличался в принципе от того, чем располагал Птолемей. Что касается техники, то она, вплоть до изобретения телескопа Галилеем, существенно не отличалась от приемов, применявшихся античными астрономами. Не намного лучше обстояло дело и с вычислительной математикой. Мы, следовательно, оказываемся вынужденными принять третий ответ.
      Но как в этом случае приступить к созданию новой теории? Стоит, пожалуй, напомнить, что Коперник тоже призывал к согласию теории с результатами наблюдения. На первый взгляд, стало быть, отношение Коперника и Птолемея к наблюдению кажется одинаковым. Однако это впечатление обманчиво. Коперник, по существу, как раз и поставил перед собой задачу переосмыслить, по-новому понять существующий эмпирический материал, который на протяжении многих столетий пытались всунуть в рамки геоцентрической системы. Но сам этот материал «не подсказывал» способа своего переосмысления, ибо он, как я уже подчеркивал, не отличался фундаментальными особенностями от того, чем располагал Птолемей. Суть дела, следовательно, заключается в попытке переосмыслить и реорганизовать наши знания о движении небесных светил так, чтобы из них можно было извлекать следствия, согласующиеся с результатами наблюдений.
      Здесь мы почти нащупываем решение первой проблемы — проблемы отношения к наблюдению. Если сформулировать позиции Птолемея и Коперника — чего сами они, разумеется, в такой форме не делали — достаточно отчетливо, то они гласили бы примерно следующее. Птолемей: научная теория и лежащая в ее основе модель движения небесных светил должны быть непосредственной копией чувственно наглядного образа, возникающего на основе наблюдения за небесными светилами. В сущности, модель должна максимально совпадать с явлением. Различным явлениям могут соответствовать различные модели. Коперник: теория должна допускать такие следствия, которые, наиболее точно согласуясь с наблюдениями, объясняют и предсказывают их результаты. Модель, лежащая в основе теории, может более или менее значительно отличаться от того, что дано нам в чувственном наблюдении за движением небесных светил. Теория, в этом смысле, не является простым описанием результатов наблюдения, чем-то непосредственно с ним совпадающим. Она связана с ним опосредованно, через цепочку промежуточных рассуждений, осуществляемых иногда целиком на языке математики. Теория может относиться к тому, что едино для всех наблюдаемых явлений, сколь бы различными они ни казались наблюдателям.
      Мы можем условно назвать эти утверждения соответственно тезисами Птолемея и Коперника. Именно эти тезисы выступают как оправдание выбора тех или иных принципов исследовательского научного мышления, указывающих, каким образом должен быть организован и изучен эмпирический материал, каким способом, посредством каких процедур и приемов осуществляется связь между теорией и наблюдением, теоретической и экспериментальной деятельностью.
      Здесь сразу же бросается в глаза, что тезисы Птолемея и Коперника не вытекают, не следуют из созданных ими астрономических систем. Напротив, в явной или скрытой форме они должны предпосылаться им. Но откуда в таком случае берутся эти тезисы?
      Ф. Энгельс в одном из фрагментов «Диалектики природы» с полным основанием говорил, что естествоиспытатели, хотят они этого или не хотят, бессознательно находятся во власти тех или иных философских идей. Действительно, без общих философских принципов нельзя построить научную теорию, поднимающуюся над уровнем простого эмпирического описания. Даже оставаясь на этом последнем уровне, ученые занимают определенную позицию, нуждающуюся в обосновании. Такое обоснование тоже относится к области философских принципов. Бесспорно, что далеко не все осознают и формулируют эти принципы совершенно отчетливо. Но также бесспорно, что они присутствуют в работе исследователя незримо, так сказать, за сценой. Обнаруживаются такие принципы и за тезисами Птолемея и Коперника. Они были сформулированы еще античными философами, стоявшими на пози-ция$ стихийного материализма и наивной диалектики.
      Один из этих принципов можно, пожалуй, назвать принципом непосредственного эмпиризма, воспринимавшего действительность во всем ее многообразии, изменчивости, неповторимости. Мир таков, каким он нам кажется. «Солнце — величиной в две ступни». И это следует, по-видимому, понимать так: действительный диаметр дневного светила таков, каким мы его видим. Другой принцип был выдвинут Ксенофаном и Парменидом, утверждавшими, что между тем, каким мы воспринимаем мир, и тем, каков он на самом деле, имеется существенное различие и что за кажущимся разнообразием вещей следует обнаруживать их подлинное, доступное не чувству, но лишь разуму единообразие, искать их устойчивую сущность.
      Принципы эти, разумеется, не исключают полностью друг друга, но, взятые в отрыве друг от друга, противопоставленные один другому, обособленные и оторванные, они могут привести к совершенно различным результатам. Нетрудно теперь заметить, что за тезисом Птолемея просматривается абсолютизированный, односторонне преувеличенный принцип античного эмпиризма, тогда как за тезисом Коперника скрывается позиция, более близкая позиции Парменида и его школы. Было бы, разумеется, неоправданным упрощением устанавливать слишком прямую и непосредственную связь между античными философскими принципами и методологическими тезисами, лежащими в основе птолемеевской и коперникианской астрономий. Однако косвенно, пройдя через труды многих мыслителей разных эпох и поколений, принципы эти оказали свое бесспорное влияние.
      Займемся теперь сравнением геометрических моделей движения небесных светил, лежащих в основе гелио- и геоцентрической систем. Обычно, говоря об астрономии Птолемея и Коперника, обсуждают лишь модель солнечной системы, предложенную вармейским каноником, ограничиваясь лишь несколькими общими упреками в адрес его знаменитого предшественника. Но чтобы понять подлинное преимущество гелиоцентрической системы, чтобы ответить на вопрос, почему так долго геоцентризм, несмотря на многочисленные упреки и объективные недостатки, безраздельно господствовал в европейской и арабской астрономии, нам следует хотя бы кратко познакомиться с концепцией Птолемея. Астрономия Птолемея и лежащие в ее фундаменте геометрические модели движения были не только сложны, но и по-своему грандиозны. Он достиг своеобразной математической грации, и Коперник, признававший большие заслуги Птолемея, подчеркивал, что последний сделал почти все возможное для своего времени.
      Наиболее простои и адекватной является геометрическая модель движения Солнца Птолемея. Чтобы представить ее, вообразим себе параллелограмм ABCD (рис. 1).
      Допустим, что в его вершинах помещены подвижные шарниры, позволяющие вращать его стороны в плоскости страницы. Пусть теперь сторона CD — неподвижна, а шарниры, находящиеся соответственно в точках С и D, наглухо прикреплены к странице. Поместим в точку D наблюдателя и будем двигать сторону АВ так, чтобы точки А и В перемещались, как указано на рис. 2 и 3, на которых последовательно изображены положения точек А и В з случае, когда сторона АВ двигается против ч? ювой стрелки. При этом точка А опишет окружность с центром в точке D. Эту окружность мы, в соответствии с традицией птолемеевской астрономии, назовем дифферентом, или носителем. При этсм точка В опишет точно такую же окружность, центр которой находится в С. Но наблюдатель, находящийся в D, увидит движение точки В совсем иным образом.
      Так как она скреплена с точкой А звеном АВ, всегда параллельным линии CD, то точка В, при полном обороте А вокруг D, совершит круговой оборот по часовой стрелке вокруг точки Рис. 2.
      А, то есть опишет окружность, называемую в птолемеевской астрономии эпициклом. При этом ее расстояние от точки А будет неизменным, но расстояние до точки D будет меняться. В момент, изображенный на рис. 4, точка В будет находиться ближе всего к наблюдателю, рассматривающему ее из D, а в момент, изображенный на рис. 5, — дальше всего. Первая из этих позиций представляет собой перигей, вторая — апогей. Таким образом, мы имеем для точки В несколько видов движений, совершаемых по отношению к наблюдателю, находящемуся в D. Если D — это неподвижная Земля, а В — некоторое наблюдаемое светило, например Солнце, то, с точки зрения птолемеевской системы, это светило двигается по концентрической окружности вокруг некоторой математической точки С, по эксцентриситету — вокруг точки D и по эпициклу — вокруг точки А.
      В одних случаях, особенно когда речь шла о теории Солнца, это представление давало удовлетворительное объяснение видимому движению, его неравномерности и соответствовало измерениям Гиппарха и его последователей. Однако в остальных случаях приходилось прибегать к еще более хитроумным моделям движения наблюдаемых светил, которые мы не можем здесь воспроизвести из-за значительной геометрической сложности. Теория Птолемея позволяла предвычислять долготы светил, но была совершенно непригодна для измерения расстояний между ними, а также их удаленности от Земли.
      Эти недостатки были известны давно, некоторые из них отмечал еще Плутарх. И если все же астрономия Птолемея выдержала столь долгое испытание временем, то для этого имелся ряд причин. Во-первых. она давала, хотя и не вполне точное, объяснение наблюдаемым явлениям. Используемые в ней модели наглядны и в силу этого убедительны. Во-вторых, она представляла собой исторически первую попытку систематического математического обоснования и изложения естественнонаучной теории. В-третьих, она опиралась на наиболее разработанное в те времена учение о кинематике и механике небесных тел, созданное Аристотелем и допускающее принципиальную множественность схем движения многочисленных небесных сфер с соответствующими им светилами. В-четвертых, она представляла собой наиболее полное обобщение эмпирического материала в соответствии с определенными философскими предпосылками, и потребовалось много времени для понимания того, что возможности птолемеевской системы исчерпаны и что сама она не способна к совершенствованию или принципиальному обновлению.
      Геометрическая модель, положенная в основу кинематики движения небесных светил Коперником, несравненно проще. Наблюдатель теперь находится на Солнце, а все планеты вращаются вокруг по концентрически расположенным круговым орбитам (см. рис. 6).
      Правда, эта модель совершенно противоречила тому, что наблюдали невооруженным глазом астрономы и просто любознательные люди, в определенных отношениях давала возможность для более точных вычислений, совпадающих с наблюдениями, позволяла объяснить единообразным способом все видимые движения планет, в том числе петлеобразные движения Венеры и Марса. Модель эта позволяла решать целый ряд вычислительных задач, неразрешимых в рамках птолемеевской кинематики, и, что еще важнее, она обладала большим потенциалом для последующего усовершенствования, действительно осуществленного впоследствии Иоганном Кеплером. К тому же эта модель была единой для всех планет солнечной системы и предполагала развитие единой, более простой механической основы.
      Казалось бы, как просто перейти от позиции Птолемея к позиции Коперника! Для этого достаточно лишь мысленно перенести центр наблюдения с Земли на Солнце, из одной точки пространства в другую. В действительности, видимая простота решения предполагает существенные, коренные изменения в самом фундаменте научного мышления, в его основах, в его философских принципах. Чтобы перейти от системы Птолемея к системе Коперника, необходимо было осознание того, что:
      а) видимое многообразие движений не исключает его внутреннего скрытого единства;
      б) сложность объясняемых и предсказываемых явлений требует перехода к более простой модели для их объяснения, что, следовательно, преимуществом обладает та теория, которая, будучи более простой, позволяет точнее и полнее объяснить большее число наблюдаемых явлений;
      в) эмпирически наблюдаемая картина явлений зависит прежде всего от свойств их объективной структуры, но в то же время свойства и структура мира могут по-разному раскрываться с разных позиций и в этом смысле зависят от способа наблюдения, от позиции наблюдателя.
      Разумеется, сам Коперник не всегда полностью осознавал философские основы своего научного мышления, но тщательный анализ его бессмертного труда позволяет реконструировать их достаточно адекватно. Мы видим теперь, что переход от геоцентрической системы к гелиоцентрической требовал глубоких изменений в самом фундаменте мышления, в его методологических и философских основах. Возникновение новой астрономии, как и всей современной науки, было бы невозможно без фундаментальных изменений в общетеоретических, философских и методологических принципах.
     
      Пирамида принципов
      Мы познакомились с рядом принципов, которые так или иначе влияют на формирование научного мышления, организуют его или входят в его содержание. Не трудно заметить, что они весьма различны по своей природе, по своему, так сказать, назначению. Их можно, по-видимому, расположить в некоторой последовательности в виде ступеней гигантской пирамиды, вершину которой образуют философские принципы, а на более низких этажах располагаются принципы научного мышления в целом и принципы определенной системы научных знаний. Находясь на различных уровнях, они по-разному влияют на деятельность ученого, несут различную нагрузку, играют различную роль и в разной степени присутствуют в конкретных результатах, полученных тем или иным исследователем. Это достаточно наглядно обнаруживается и в гелиоцентрической системе, которую мы так подробно обсуждали выше. Ее основной принцип сводится к относительно простому утверждению, что все планеты обращаются по концентрическим окружностям вокруг некоторого центрального светила — Солнца, остающегося неподвижным в рамках этой системы.
      Все остальные утверждения, касающиеся кинематики, то есть теории движения планет, являются следствиями этого принципа, выводятся из него по определенным правилам, пока, наконец, мы не приходим к так (называемым предложениям-наблюдениям, то есть к утверждениям, объективная истинность которых может быть проверена на основании прямых или косвенных наблюдений.
      Предложения-наблюдения, вытекающие из законов, также входят в качестве конечного звена в данную теорию, образуя, как иногда говорят, ее конечные следствия. Процесс получения законов и теорем, а также конечных следствий называется процессом вывода или доказательством. Каждое промежуточное утверждение может опираться па исходные принципы (основания теории) или на ранее установленные законы или теоремы. Следуя традиции, восходящей еще к Аристотелю, мы можем сказать, что выведение одних теорем из других может рассматриваться как обоснование того, что мы получили в процессе вывода, тем, что было получено, установлено и проверено ранее. При таком подходе мы вправе утверждать, что исходные принципы сами не имеют обоснования, не доказываются и не выводятся в рамках данной теории.
      Здесь сразу же возникают два вопроса. Во-первых, каким образом осуществляется выведение одних знаний (утверждений) из других, какими правилами и приемами пользуемся мы для этого, руководствуемся ли мы произвольными допущениями в наших рассуждениях или придерживаемся определенных, более или менее строгих правил? А во-вторых, почему мы действуем именно на основании таких правил, если они существуют, а не других? Почему мы вообще признаем один способ размышления, один метод исследования верным, адекватным, позволяющим без сомнений и колебаний принимать полученные результаты, а другой считаем ошибочным, ненаучным, неадекватным?
      Очевидно, что наша позиция зависит от набора принципов и исходных положений, касающихся уже ие самой кинематики планет, а того, каким должно быть научное мышление, каковы предъявляемые к нему требования. Ясно, что теория солнечной системы по своему содержанию отличается от современной физической теории строения атома, теории эволюции живой природы или теории тепловых процессов. Однако для того, чтобы все они, несмотря на различие в содержании, могли называться научными, мы должны обладать некоторым особым набором знаний, и лучше всего, чтобы эти последние также опирались на некоторые ясные основания, первоначальные положения, принципы, касающиеся на этот раз самой процедуры исследования, говорящие о критериях научности и т.д.
      Мы уже смогли познакомиться с теми из таких принципов, которые более или менее отчетливо были осознаны и сформулированы Коперником. Вся же совокупность знаний, опирающихся па эти основания, образует методологию науки. Методология науки не является простым подобием конкретных, содержательных дисциплин, таких, как астрономия, физика или химия. Выбор принципов научного мышления зависит не только от тех или иных конкретных обстоятельств и научных задач, но, как мы видели, и от более фундаментальных и изначальных философских принципов.
      Здесь еще раз уместно напомнить, что связь между философскими принципами, говорящими об отношении человеческого познания к миру вообще, с принципами специального научного мышления и деятельности, а этих последних — с принципами специальных научных теорий отнюдь не проста и не прямолинейна. Подавляющее большинство исследователей, как я уже говорил, зачастую вообще не осознают эту связь и зависимость в должной мере. Задача философов и методологов в том как раз и состоит, чтобы изучить принципы научного мышления, выявить их взаимосвязь, взаимодействие и действительное значение в развитии и изменении научного познания мира. Самым трудным и, быть может, самым увлекательным является изучение того, как, когда и почему возникают те или иные философские принципы, как осуществляется совокупное воздействие этих принципов и объективных социальных и собственно научных задач на выработку определенных приемов и методов научного мышления и принципов различных научных теорий.
      Проблема эта осложняется тем, что сами принципы научного мышления, гак же как и принципы научных теорий, непрерывно изменяются: меняется их состав, их содержание и место в системе научного знания. При этом мы можем утверждать, опираясь на изучение истории философии и науки, что принципы философии в силу их несомненно большей общности развиваются и изменяются медленнее, чем принципы научного мышления, а тем более принципы, на которых строятся отдельные научные теории.
      KOHEЦ ГЛАВЫ И ФPAГMEHTA КНИГИ

 

 

НА ГЛАВНУЮТЕКСТЫ КНИГ БКАУДИОКНИГИ БКПОЛИТ-ИНФОСОВЕТСКИЕ УЧЕБНИКИЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКАФОТО-ПИТЕРНАСТРОИ СЫТИНАРАДИОСПЕКТАКЛИКНИЖНАЯ ИЛЛЮСТРАЦИЯ

 

Яндекс.Метрика


Творческая студия БК-МТГК 2001-3001 гг. karlov@bk.ru