Решающие эксперименты

В свете сделанных замечаний относительно различия между фактом и гипотезой нам следует пересмотреть и по-новому квалифицировать проведенное нами обсуждение верификации гипотез. Широко распространено мнение о том, что единственный решающий эксперимент может зачастую определить выбор в пользу одной из двух соперничающих теорий. Согласно этому мнению, если в одной теории имплицируется суждение, доступное экспериментальной проверке и при этом противоречащее суждению, имплицируемому другой теорией, то, проведя эксперимент, мы можем с определенностью элиминировать одну из теорий.

Рассмотрим две гипотезы: Н1, согласно которой свет состоит из очень маленьких частиц, двигающихся с огромной скоростью, и Н2, согласно которой свет является формой волнового движения. Обе гипотезы объясняют определенный класс событий Е, например, прямолинейное распространение света, отражение света, преломление света. При этом гипотеза Н1 имплицирует суждение р1 о том, что скорость света в воде больше скорости света в воздухе; гипотеза Н2 имплицирует суждение р2 о том, что скорость света в воде меньше скорости света в воздухе. Суждения р1 и р2 не могут одновременно быть истинными. Кажется, что данная ситуация представляет идеальный момент для проведения решающего эксперимента. Если р2 будет подтверждено экспериментом, то р1 будет отброшено, и тогда мы сможем обоснованно утверждать, что гипотеза Н1 не может быть истинной. К 1850 году экспериментальные методы в физической оптике были существенно усовершенствованы, и Фуко удалось показать, что свет движется в воздухе быстрее, чем в воде. Согласно доктрине решающих экспериментов, от корпускулярной гипотезы следовало отказаться раз и навсегда.

К сожалению, не все так просто: современная физика возродила корпускулярную гипотезу Ньютона, с тем чтобы объяснить определенные оптические эффекты. Как это возможно? В чем недостаток, казалось бы, непогрешимой логики доктрины решающих экспериментов?

Ответ прост, однако требует того, чтобы мы еще раз обратили внимание на тесную связь, существующую между наблюдением и теорией. Для того, чтобы вывести суждение р1 из Н1, а также для того, чтобы можно было провести эксперимент Фуко, необходимо сделать много других допущений К относительно природы света и тех инструментов, которые мы используем для измерения его скорости. Следовательно, во время эксперимента проверяется не только гипотеза Н1, но и Н1 и К вместе. Таким образом, логика в основе теории решающего эксперимента такова: если Н1 и К, то р1; но р1 ложно; следовательно, либо Н1 ложно, либо ложно К (частично или целиком). Если же у нас хорошие основания для того, чтобы считать, что К не является ложным, то тогда в результате эксперимента отбрасывается Н1. Но, несмотря на это, в эксперименте на самом деле проверяются Н1 и К вместе. Если обнаружится, что в интересах согласованности нашего знания необходимо пересмотреть допущения, содержащиеся в К, то тогда решающий эксперимент следует переинтерпретировать, и в таком случае он не будет указывать на необходимость отбросить Н1.

Таким образом, каждый эксперимент проверяет не изолированную гипотезу, а весь корпус релевантного знания, имеющего логическое отношение к гипотезе. Если утверждается, что эксперимент опровергает изолированную гипотезу, то это только потому, что все остальные сделанные считаются хорошо обоснованными. Однако данное мнение может оказаться ложным.

Данное обстоятельство достаточно важно, и его следует проиллюстрировать еще на одном примере. Допустим, что мы хотим узнать, является ли наше «пространство» евклидовым, т. е. узнать, равна ли сумма углов физического треугольника двум прямым углам. В качестве вершин такого треугольника мы выбираем три неподвижные звезды, а в качестве сторон треугольника – пути, по которым проходит луч, соединяющий две вершины. Проведя ряд измерений, мы можем высчитать величину углов данного треугольника и получить, таким образом, сумму углов. Допустим, что сумма углов меньше двух прямых. Должны ли мы заключить, что евклидова геометрия ложна? Совсем нет! У нас есть, по крайней мере, три другие альтернативы:

1. Мы можем объяснить расхождение между теоретическими и «наблюдаемыми» значениями суммы углов, предположив ошибку при измерении.

2. Мы можем заключить, что евклидова геометрия не является физически истинной.

3. Мы можем заключить, что «линии», соединяющие вершины треугольника друг с другом, а также с нашими измерительными приборами, на самом деле не являются прямыми. Иными словами, мы можем предположить, что евклидова геометрия является физически истинной, однако свет не движется по прямой линии в звездном пространстве.

Если мы примем вторую альтернативу, то сделаем это на основе предположения о том, что свет распространяется прямолинейно. Данное предположение, хоть и подтверждается большим количеством оснований, тем не менее, все равно не является несомненным. Если мы примем третью альтернативу, то сделаем это, поскольку у нас будут независимые основания для отрицания прямолинейного распространения света или же поскольку отрицание прямолинейного распространения света привнесет в корпус нашего физического знания большую согласованность или систематичность.

Поэтому нам следует заключить, что решающие эксперименты являются таковыми в отношении той или иной гипотезы, если имеется относительно стабильный набор предположений, от которых мы не желаем отказываться. Однако в силу уже описанных причин никогда нельзя дать гарантии, что на определенном этапе от некоторых из этих допущений придется отказаться.