Необходимость учета исторического ингредиента в процедуре подтверждения

Критика логических теорий подтверждения, изложенная в предыдущем параграфе, не устраняет ее недостатков. Альтернативы,.предложенные взамен нее, — отказ от подтверждения как способа эмпирического обоснования научной теории и концепция априорных критериев истины — столь же неудовлетворительны, как и сама критикуемая теория.

Действительный, а не мнимый недостаток логических теорий, который обусловливает их неспособность решить проблему эмпирического обоснования научного знания, коренится в принимаемой этими теориями модели научного знания. Согласно этой модели, наука, скажем физика, представляет собой совокупность изолированных теорий, каждая из которых проходит сепаратную эмпирическую проверку на основе собственного эмпирического

базиса. При этом подтверждение считается чисто логическим процессом, имеющим вневременной характер и не учитывающим развития научного знания.

Такого рода модель не соответствует реальной науке. Наука представляет собой развивающуюся систему взаимосвязанных теорий, а их подтверждение обусловлено историческим контекстом. Однако отсутствие полного соответствия модели оригиналу еще нельзя расценивать как безусловный ее недостаток. Концептуальная модель объекта всегда строится с помощью идеализации. Может быть, мы и здесь имеем дело с такого рода идеализациями? Сторонники логических теорий подтверждения примерно так и рассуждают. По их мнению, чтобы исследовать логическую структуру подтверждения научного знания, необходимо абстрагироваться от других его аспектов, например его развития. Это не означает, что последние не представляют ценности и не играют никакой роли. Однако их изучение выходит за рамки логики науки.

Нельзя не признать, что отвлечение от развития научного знания в определенных пределах не только допустимо, но и целесообразно. Без такого отвлечения трудно было бы выяснить логическую структуру научного знания. Но дает ли оно адекватное представление о процедуре подтверждения научных теорий? Иначе говоря, можно ли разумно решить вопрос о подтверждаемости какой-либо теории, если ограничиться исследованием чисто логических отношений между этой теорией и эмпирическими фактами?

На эти вопросы следует дать отрицательный ответ. Отвлечение от исторических аспектов научного знания, от его развития исключает возможность рационального решения проблемы подтверждаемости научной теории. Чтобы продемонстрировать это, посмотрим, как ставится вопрос о подтверждаемости теорий в реальной науке. Наука, как уже отмечалось,— это развивающаяся система. Научная теория в своем развитии сталкивается с фактами, которые она не в состоянии объяснить или которые ей противоречат. В этих условиях возникает целая серия теорий и гипотез, направленных на объяснение фактов. Перед наукой встает проблема выбора наиболее адекватной теории.

Если мы подойдем к анализу этой ситуации с точки зрения логических теорий, то получим следующий результат: поскольку все конкурирующие теории соответствуют

фактам, они могут считаться подтвержденными этими фактами. Чтобы решить вопрос о том, какая из этих теорий подтверждается в наибольшей степени, необходимо обратиться к дополнительным фактам. Однако в действительности не все теории, согласующиеся с данным фактом, подтверждаются им в одинаковой мере. Из одних теорий данный факт можно получить как логическое следствие, другие могут быть приведены в соответствие с ним путем дополнительных и искусственных гипотез. В последнем случае, хотя они формально и подтверждаются этим фактом, подтверждаемость носит фиктивный характер. Такого рода теории, искусственно приспособленные к объяснению фактов, называются теориями ad hoc.

Логические концепции подтверждения, ограничивающиеся анализом формального соответствия теории фактам, упускают из поля зрения проблему теорий ad hoc. Для них проблемы подобного рода просто не существует. Но, не проводя различия между истинным подтверждением теорий и псевдоподтверждением ad hoc, логические концепции не могут дать правильной картины процесса подтверждения в науке.

Чтобы теория подтверждения соответствовала реальной научной практике и могла служить инструментом решения реальных проблем, она должна учитывать исторический ингредиент в процедуре подтверждения научной теории. Попытки учесть указанный ингредиент приводят к появлению нового типа теорий подтверждения, которые иногда называют историческими. Термин «историческая» в выражении «историческая теория подтверждения» не эквивалентен термину «социологическая». Такого рода теория не занимается рассмотрением социального контекста, в котором протекает развитие научного знания. Она также является логической в том смысле, что рассматривает логические отношения между теорией и фактами. Но в отличие от логических теорий исторические теории учитывают не только логический аспект подтверждения, но и историко-научный контекст подтверждаемой теории, ее развитие и способность предсказывать новые факты и т. д. Поэтому такие теории иногда называются историко-логическими'.

' A. Musgrave. Logical versus historical theories of confirmation. — «Brit. j. for the philosophy of science», 1974, vol. 25, N 1, p. 2.

3.2. Теории ad hoc.

Одна из центральных проблем исторических теорий подтверждения заключается в том, чтобы выявить различия между истинным подтверждением научных теорий и псевдоподтверждением теорий и гипотез ad hoc. Данная проблема приобрела актуальность в связи с генезисом специальной теории относительности и попытками объяснить нулевой результат опыта Майкельсона — Морли в рамках теории Лоренца. Одним из первых, кто привлек к ней внимание, был Эйнштейн.

Мы не будем приводить описание опыта Майкельсона — Морли. Это сделано в многочисленных работах — как физических, так и философских. Отметим лишь, что этот опыт, поставленный с целью проверки существования эфирного ветра и его влияния на распространение света, привел к неожиданному результату: скорость света не зависит от движения его источника. Попытки объяснить этот результат в рамках классической физики вели к следующему противоречию. Предварительные расчеты показали, что луч света должен проходить разные по длине пути в направлении плечей интерферометра Майкельсона за различные промежутки времени. Причем это время должно зависеть от того, движется ли свет параллельно траектории Земли или перпендикулярно к ней. В первом случае время движения света вдоль плеча интерферометра туда и обратно равно

где I — длина плеча интерферометра, с — скорость света, v — скорость Земли относительно эфира. Однако опыт Майкельсона — Мерли, вопреки этим расчетам, показал, что время прохождения света одинаково в обоих случаях.

Как устранить противоречие между выводами теории и результатом опыта? Лоренц предположил, что длина плеча интерферометра, расположенного вдоль траектории движения Земли, сокращается в отношении . Эта гипотеза формально устраняла противоречия между теорией и опытом. Вместе с тем она спасала идею непол-

 

вижного эфира, игравшую фундаментальную роль в теории Лоренца.

Эйнштейн считал гипотезу Лоренца, объяснявшую результат опыта Майкельсона — Морли сокращением длин стержней, неудовлетворительной как в конкретно-научном, так и в логическом плане. В одной из своих работ он писал: «Известно, что это противоречие между теорией и опытом формально было устранено гипотезой Г. А. Лоренца и Фицджеральда, согласно которой движущиеся тела испытывают определенное сокращение в направлении своего движения. Но эта гипотеза, выведенная ad hoc, кажется всего лишь искусственным средством спасения теории; опыт Майкельсона и Морли обнаружил, что эти явления согласуются с принципом относительности даже тогда, когда этого нельзя было ожидать по теории Лоренца. Поэтому создавалось впечатление, что от теории Лоренца надо отказаться, заменив ее теорией, которая основывается на принципе относительности, ибо такая теория позволила бы сразу предвидеть отрицательный результат опыта Майкельсона и Морли» '.

 

Согласно Эйнштейну, подлинно научное знание обладает автономией перед опытом. Оно не развивается путем постоянного приспособления к результатам опыта. Наоборот, сами эти результаты получаются как естественное подтверждение вытекающих из теорий эмпирических следствий. Если всего этого не наблюдается, то мы имеем дело не с подлинно научной теорией, а с теорией типа ad hoc.

К этой концепции Эйнштейн пришел в процессе создания специальной теории относительности. Исходным пунктом размышлений, которые привели Эйнштейна к специальной теории относительности, было существовавшее в физике XIX в. противоречие между классической механикой Ньютона и электродинамикой Максвелла. Ньютоновская механика основывалась на принципе относительности, отрицавшем привилегированные инерциальные системы отсчета, тогда как электродинамика Максвелла признавала существование привилегированной системы, связывая ее с мировым эфиром, заполняющим пустое пространство. Эйнштейн считал это противоречие в физике недопустимым и стремился преодолеть его. Ему удалось

' А. Эйнштейн. Собрание научных трудов в четырех томах т. I.M., 1965, стр. 66.

сделать это в специальной теории относительноет, которая обобщила механический принцип относительности на случай электромагнитных явлений. Из нее чисто логически следовал результат, полученный в опыте Майкельсона — Морли.

Насколько правомерна и универсальна эйнштейновская концепция развития научного знания? Факты свидетельствуют о том, что ее можно применить в ситуациях, которые не так уж часты в науке. Она является слишком жесткой. С ее точки зрения теориями типа ad hoc являются не только теоретическая интерпретация Лоренцем результата опыта Майкельсона — Морли, но и планков-ская теория излучения черного тела, в которой вводилась знаменитая постоянная Планка. Последняя возникла как попытка приспособления к фактам и устранения так называемого парадокса ультрафиолетовой катастрофы. Однако, несмотря на это, она оказалась выдающимся достижением, положившим начало квантовой физике. Квалификация ее как неудовлетворительной теории была бы совершенно необоснованной.

Специалисты, работающие в области философии естествознания, предпринимали неоднократные попытки выработать более адекватные критерии, которые позволили бы отличить подлинно научную гипотезу или теорию от гипотез и теорий ad hoc. Одна из них принадлежит американскому науковвду Дж. Леплину '. Согласно Леплину, гипотеза Н, вводимая в теорию Т в ответ на данные эксперимента Е, считается гипотезой ad hoc, если и только если выполняются следующие пять условий:

1. Условие экспериментальной аномалии. Экспериментальные данные Е называются аномалией для Т, если они несовместимы с эмпирическими предсказаниями, вытекающими из Т, и достаточны для опровержения Т. Гипотеза Н есть ad hoc, если Е, выступающие в качестве аномалии для Т, перестают быть аномалией для Т в ее сочетании с Н.

2. Условие подтверждаемости. Гипотеза Н может рассматриваться как ad hoc, если в пользу Н свидетельству-

' Здесь мы приводим несколько упрощенную, свободную от частных деталей характеристику концепции Дж. Леплина. Более подробно см.: /. Leplin. The concept of an ad hoc hypothesis. — «Studies in the history and philosophy of science», 1975, vol. 5, N 4, p. 309-345.

ют только данные Е и Н неприменима к области теории Т.

3. Условие проверки. Н является гипотезой ad hoc в том случае, если не существует достаточных оснований для установления ее истинности или ложности.

4. Условие совместимости. Гипотеза Н должна быть совместима с существенными предложениями теории Т, т. е. такими предложениями Р, отказ от которых мог бы рассматриваться как отказ от Т независимо от того, сохраняются или нет другие гипотезы, связанные с Т.

5. Условие нефундаменталъности. Проблема Q указывает на нефундаментальность теории Т, если удовлетворительное решение Q не может быть достигнуто без отказа от некоторых высказываний Т и их замены предложениями, несовместимыми с Т. Тогда Н является гипотезой ad hoc, если она предназначается для решения тех проблем, которые указывают на нефундаментальность теории.

Изложенная концепция была сформулирована Лепли-ном на основе анализа гипотезы лоренцева сокращения длин, выдвинутой для объяснения результата опыта Май-кельсона — Морли. Автор считает ее достаточно общей, применимой для оценки целого ряда других теорий, указывает, что вытекающая из нее оценка совпадает с общепринятой.

Нельзя не отметить определенные достоинства концепции Леплина, состоящие в систематизации признаков, присущих гипотезам ad hoc. Но ей свойственны и недостатки. Главный из них в том, что она имеет не объяснительный, а чисто рецептурный характер. Признаки, которые, по Леплину, характеризуют данный вид гипотез, лишь скоординированы, но природа этой координации не разъяснена. Эту концепцию трудно применить в тех ситуациях, когда не все признаки, приписываемые ею гипотезам ad hoc, действительно наблюдаются у рассматриваемых гипотез, хотя последние, несмотря на это, признаны в науке как гипотезы ad hoc.

Чтобы убедиться в этом, обратимся к истории введения в науку космологической постоянной. Эту постоянную ввел в свои гравитационные уравнения А. Эйнштейн. Первоначально его уравнения выглядели следующим образом:

Левая часть уравнений описывала гравитационное поле и одновременно метрику пространства-времени, правая—материю (вещество + электромагнитное поле), которая создает гравитационное поле. После введения космологической постоянной уравнения Эйнштейна приобрели следующий вид:

 

Здесь А-член выполнял функцию описания гипотетического поля сил отталкивания.

К необходимости введения в гравитационные уравнения космологической постоянной Эйнштейн пришел на основе следующих соображений. В 1917 г. он задался целью применить гравитационные уравнения для построения космологической модели. Эта модель, согласно Энштейну, должна удовлетворять следующим требованиям. Во-первых, она не должна приводить к гравитационному парадоксу, который возникал в ньютоновской космологии и состоял в том, что бесконечное количество материи создает гравитационное поле, характеризующееся бесконечно большими потенциалами и напряженностями, что лишено физического смысла. Чтобы устранить возможность гравитационного парадокса, Эйнштейн допустил конечность количества материи во Вселенной. Во-вторых, допущение конечного количества материи могло привести к такой структуре мира, в которой материя создает гравитационное поле, простирающееся в бесконечность. Но в этом случае свойства пространства, проявляющиеся в гравитационном поле на бесконечности, оказались бы эвклидовыми и поэтому не зависящими от материи. Эйнштейн считал такую возможность неудовлетворительной. Он принимал так называемый принцип Маха, согласно которому метрические свойства пространства полностью определяются материей. Исходя из принципа Маха, Эйнштейн пришел к выводу, что удовлетворительная космологическая модель должна характеризоваться не только конечным количеством материи, но и конечным, хотя и безграничным, пространством. Таким пространством является риманово пространство постоянной положительной кривизны. В-третьих, модель должна быть статической, т. е. обладающей пространством, метрика которого не

изменяется во времени. При этих условиях космологическая система под действием гравитационных сил должна сколлапсировать, сжаться в точку. Чтобы устранить возможность коллапса, Эйнштейн и ввел космологическую постоянную, обозначавшую гипотетические силы отталкивания, препятствующие сжатию и обеспечивающие стабильность системы.

В дальнейшем выяснилось, что ради тех целей, для достижения которых была введена космологическая постоянная, ее можно было и не вводить. Исследования показали, что наблюдаемая Вселенная расширяется. Поэтому она может быть описана лишь такими космологическими моделями, метрика пространства которых изменяется во времени. Для таких моделей космологическая постоянная не является необходимой, ибо эффект расширения исключает коллапс. Когда Эйнштейн принял идею нестатической космологической модели, он с удовлетворением заметил, что теперь от космологической постоянной можно отказаться'. И действительно, многие космологи отказались от нее. Но все же есть немало ученых, которые принимают ее. Насколько это оправданно?

С точки зрения Леплина, идея космологической постоянной есть типичная идея ad hoc. Так почему же космологическая постоянная все же не исключается из науки, как это случилось с гипотезой Лоренца? На этот вопрос можно было бы ответить так. Теории ad hoc могут приниматься как паллиативные решения проблем, вплоть до появления новых фундаментальных теорий. Возможно, что именно в таком качестве продолжает сохраняться гипотеза о космологической постоянной. Но не следует упускать из виду и другое объяснение причин, способствующих ее сохранению.

Как отмечает А. Л. Зельманов, одна из причин такого положения состоит в том, что, как выяснилось, «уравнения Эйнштейна с космологическим членом представляют собой, при весьма широких предположениях, наиболее общий вид обще релятивистских уравнений поля тяготения...» 2. Такие уравнения допускают значительно боль-

' См. А. Эйнштейн. Собрание научных трудов в четырех томах, т. II. М., 1966, стр. 349—350, 352.

2 А. Л. Зельманов. Космологическая постоянная. — «Физический энциклопедический словарь», т. 2. М., 1962, стр. 490,

шее число типов космологических решений, чем гравитационные уравнения в их первоначальном виде. Это расширяет возможности описания эмпирического материала наблюдательной астрономии, делает более многоплановыми поиски адекватной структуры Вселенной. Ученые исходят из молчаливого предположения, что вопрос о правомерности введения космологической постоянной в конечном счете может быть решен лишь на основе данных опыта.

Совершенно ясно, что если признак «быть гипотезой ad hoc» рассматривать как свидетельство неудовлетворительности данной гипотезы, то чисто рецептурной характеристики этого признака явно недостаточно. Здесь необходимы соображения гносеологического плана, объясняющие, почему именно тот или иной набор признаков, формально определяющий гипотезу как ad hoc, делает ее неудовлетворительной. Мы еще вернемся к этому вопросу в заключительном разделе главы.