Часть Б: Вмешательство
9. Эксперимент
Теория и эксперимент имеют различные взаимоотношения в разных науках и на разных стадиях их развития. Нет единого правильного ответа на вопрос “Что является первым: эксперимент, теория, изобретение, технология...?” Приводятся иллюстративные примеры из оптики, термодинамики, физики твердого тела и радиоастрономии.
10. Наблюдение
Н.Р.Хэнсон предположил, что все утверждения о наблюдении заряжены теорией. На самом деле наблюдение не относится к языку, а относится к умению. Некоторые наблюдения являются совершенно дотеоретическими. Работы Ч. Гершель по астрономии и У. Гершеля по тепловому излучению используются для того, чтобы проиллюстрировать некоторые банальности о наблюдении. Мы используем слово “видеть” в ситуациях, когда речь идет далеко не о зрении невооруженным глазом, а об использовании информации, передаваемой теоретически постулируемыми объектами.
11. Микроскопы.
Видим ли мы с помощью микроскопов? Существует множество типов светового микроскопа, основанных на различных свойствах света. Мы считаем, что мы видим в основном благодаря тому, что различные физические системы предоставляют одну и ту же картину. Мы “видим” даже с помощью акустического микроскопа, который использует не свет, а звук.
12. Теоретизирование, вычисление, модели, приближения
Существует не единственный род деятельности, который можно назвать теоретизированием. Есть множество видов и уровней теории, которые имеют различное отношение к эксперименту. История эксперимента и теории магнитооптического эффекта иллюстрирует этот факт. Идеи Н. Картрайт относительно моделей и приближений являются дальнейшей иллюстрацией тезиса о разнообразии теорий.
13. Создание явлений
Многие эксперименты создают явления, которые до них в чистом виде во вселенной не существовали. Разговоры о повторении экспериментов довольно обманчивы. Эксперименты не повторяются, а улучшаются до тех пор, пока явления не будут систематизированы. Некоторые электромагнитные явления иллюстрируют создание явлений.
14. Измерение
Измерения играют самую разнообразную роль в науках. Бывают измерения, которые служат для проверки теорий, но бывают также и чистые определения природных констант. В работах Т.Куна содержится также важное описание неожиданной функциональной роли измерений в росте знаний.
15. Бэконианские темы
Бэкон создал первую классификацию видов эксперимента. Он предсказал, что наука станет взаимодействием двух различных типов деятельности – рациональной и экспериментальной. Тем самым он ответил на вопрос П. Фейерабенда: “Что же такое великое содержит в себе наука?”. У Бэкона было хорошее описание критических эксперментов, по которому ясно, что они не являются решающими. Пример из химии показывает, что на практике мы не можем продолжать вводить дополнительные гипотезы для того, чтобы спасать теории, опровергаемые критическими экспериментами. Неверное истолкование Лакатошем опыта Майкельсона-Морли используется для того, чтобы показать, как ориентированная на теорию философия науки может деформировать философию эксперимента.
16. Экспериментирование и научный реализм
Экспериментирование ведет свою собственную жизнь, взаимодействуя с теоретизированием, вычислением, построением моделей, изобретениями и технологиями. Но в то время как теоретик, вычислитель и создатель моделей может быть антиреалистом, экспериментатор должен быть реалистом. Этот тезис иллюстрируется детальным описанием прибора, который производит концентрированные лучи поляризованных электронов, используемые для того, чтобы продемонстрировать нарушение четности в слабых взаимодействиях нейтральных токов. Электроны становятся инструментами, чья реальность не вызывает сомнения. В конце концов, научными реалистами нас делает не размышление о мире, а изменение его.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Эта книга состоит из двух частей. Читатель может начать со второй части – “Вмешательство”, которая касается экспериментов. Философы науки игнорировали их слишком долго, так что разговор о них несколько в новинку. Философы обычно думают о теориях. Представление касается теорий и, следовательно, эта часть содержит частичное описание работы, проделанной в данной области. Последние главы части А могут больше заинтересовать философов, тогда как некоторые главы части Б придутся больше по вкусу ученым. Смотрите и выбирайте: аналитическое содержание подскажет, что содержится в каждой главе. Главы преднамеренно расположены таким образом, но читателю нет необходимости читать в указанном порядке.
Cодержание книги – это темы моего ежегодного вводного курса в философию науки при Стэнфордском университете. Под словом “вводные” я не имею в виду “облегченные”. Вводные темы должны быть достаточно понятными и достаточно серьезными, чтобы привлечь ум, для которого они являются новыми, и все же достаточно зажигательными, чтобы высечь искру для тех, кто уже много лет думает об этих проблемах.
Предисловие к русскому изданию*
Эта книга вышла 15 лет тому назад. Русскому читателю, возможно, будет интересно узнать кое-что о том, что послужило основанием для написания этой книги. Затем я расскажу немного о настоящем.
Вы заметите, что некоторые параграфы книги помечены буквой “Э”. Это означает, что они написаны мною совместно с Фрэнсисом Эвериттом. Эверитт – физик-экспериментатор, занимавшийся большую часть своей жизни проектированием оборудования, предназначенного для космических полетов. Эти полеты предпринимались с целью проверки некоторых гипотез, включая специальную теорию относительности. Эверитт всегда подчеркивал, что лабораторных испытаний теорий пространства и времени не проводилось никогда. Он также глубоко интересовался историей физики. Где-то в 1980 г. мы написали статью, называвшуюся “Теория и эксперимент: что чему предшествует?” Используя большое число примеров из истории науки и обозревая различные области физического знания, мы утверждали, что во многих случаях экспериментирование предшествует теории, которая лишь после своего создания оказывается способной учесть экспериментальные результаты. Мы посылали статью в большое число журналов самого различного толка, но в каждом случае статья немедленно отвергалась на том основании, что наш основной тезис является странным. Для обоих из нас это было единственным случаем, когда наша статья была отвергнута.
Этот анекдотический пример демонстрирует дух западной философии и истории науки в 1980 г. В социологии науки дела обстояли несколько лучше, поскольку здесь исследователи начали изучать лабораторную деятельность ученого. В 1979 г. Бруно Латур и Стив Вулгар опубликовали свою смелую книгу “Жизнь лаборатории”, наполовину посвященную этнографии лаборатории, наполовину представляющую собой некую демонстрацию силы со стороны философов, утверждавших, что научные факты являются социальными конструкциями. После 1983 года ситуация изменилась очень быстро. В числе действительно знаменитых книг я упомяну две, посвященные физике высоких энергий: книгу Эндрю Пиккеринга “Конструирование кварков” (1985) и книгу Питера Галисона “Конец эксперимента” (1987). Параллельно с этими книгами в 1985 г. вышла работа “Левиафан и воздушный насос: Гоббс, Бойль и экспериментальная деятельность” Симона Шаффера и Стивена Шейпина. Это в высокой степени философская история, в которой главным героем является не Роберт Бойль и не Томас Гоббс, а инструмент, аппаратура – воздушный насос.
Это были наиболее интересные работы. В настоящее время в англоязычной философии и истории науки полно статей, книг и конференций, посвященных экспериментированию. Как я уже говорил, времена изменились. Вы можете воспринимать вторую часть (часть Б) этой книги как одно из наиболее ранних событий в этих переменах и посмотреть на добавленную в конце книги библиографию, для того чтобы узнать о более поздних публикациях.
Что касается части А данной книги, то поводом для дискуссии относительно научного реализма послужила публикация в 1980 г. книги Баса ван Фраассена “Научный образ”. Он энергично отстаивал антиреалистическую позицию, которую он называл конструктивным эмпирицизмом. Он утверждал, что научные теории не должны восприниматься как истинные в буквальном смысле слова. Самое большее, что можно от них ожидать, – это их эмпирическая адекватность. Аргументы ван Фраассена уходили своими корнями к творчеству Пьера Дюгема – французского философа и физика, работавшего в начале двадцатого столетия, а также к работам датского феноменологиста Б. Купельманса. Ван Фраассен полагал, что мы можем считать реальным лишь то, что мы можем непосредственно наблюдать невооруженным глазом. В настоящее время все, кроме обладающих особенно острым зрением, могут видеть Луны Юпитера только с помощью телескопа. Но ведь в принципе мы можем полететь на Юпитер и увидеть Луны невооруженным глазом. Но мы ни в каком смысле не можем уменьшить себя до размеров клетки. Значит, мы можем считать клетку ненаблюдаемой сущностью и, следовательно, согласно ван Фраасену, отрицать ее реальность. Глава о микроскопах в моей книге, которая сейчас представляет самостоятельную ценность, первоначально была реакцией на такое вú дение природы.
Для бывшего Советского Союза моя книга могла бы и не иметь такого большого значения, какое она имела для Западного мира, поскольку это – материалистическая книга. Я понимаю это буквально. Ее фокусом является материальное взаимодействие с материальным миром посредством аппаратуры и инструментов. Я не очень несогласен с ван Фраассеном по поводу его антиреализма в отношении теорий, хотя мои доводы редко совпадают с его. Но мы оба разделяем убеждение Пьера Дюгема в том, что абстрактные теории являются только представлениями и не должны мыслиться как буквально истинные. Общепринятое мнение состоит в том, что мы используем научные теории, строя приближения, и что это теории являются истинными, в то время как аппроксимации уводят нас в сторону от истины. Однако Нэнси Картрайт особенно подчеркивает в своей книге “Как лгут законы физики”, что если что-то и приближает нас к истине, так это аппроксимации, а не теории. Но в представляемой вашему вниманию книге акцент делается не на дебатах вокруг теорий, а на дискуссиях относительно теоретических, ненаблюдаемых сущностей.