Наумов Современные проблемы философии науки 2011

должен был бы знать об этих вопиющих нарушениях физиками его принципа опровержения! Но он промолчал… Только в 50-е годы, используя мощные потоки нейтрино от ядерных реакторов, созданных к тому времени, физики смогли уверенно зарегистрировать косвенные следствия взаимодействий нейтрино с другими частицами, подтвердив, вопреки методологической позиции К. Поппера, гипотезу о существовании нейтрино. Заметим, что при этом был плодотворно применен принцип единообразия природы, о котором мы скажем несколько позже.

И. Лакатос: усовершенствованный конвенционализм против фальсификационизма

К. Поппер явно недооценил изменчивость, динамичный характер научных теорий. Единичные примеры, может быть, могли бы опровергать с порога целые научные теории, если бы эти теории были лишены каких бы то ни было внутренних изменений во времени. Хотя Поппер – и в этом его важная заслуга в методологии науки – сам поставил вопрос о том, как сменяют друг друга научные теории с течением времени, он, однако, не предполагал внутренних изменений в данной теории, ее внутренней, так сказать, эволюции.

И. Лакатос осуществил важный сдвиг в методологии исследования эволюции научного знания: он стал анализировать научные теории как динамично изменяющиеся во времени сложные системы знания. С его точки зрения, научная теория включает в себя инвариантное «твердое ядро», защищенное от опровержения фактами эвристикой – подвижной изменчивой оболочкой. Эвристика как раз и включает в себя динамично меняющееся множество дополнительных гипотез, о которых К. Поппер принципиально не хотел ничего слышать. Дополнительные гипотезы, естественно, не противоречат «твердому ядру», более того, они опираются на основные принципы теории, входящие в это ядро, но они и не вытекают из него автоматически, они отдельно конструируются и присоединяются к эвристике в ходе дополнительной работы ученых. Так, развивая идеи П. Дюэма, Лакатос объяснял, почему каждую теорию можно долго спасать от опровержения противоречащими ей

11

фактами – ее спасают дополнительные гипотезы, которые обогащают эвристику, но сохраняют в неприкосновенности «твердое ядро». Как поясняет Э. Захар [6], «твердое ядро» и эвристика вместе составляют, по Лакатосу, методологию исследовательской про-

граммы тех ученых, которые стоят на данных позициях.

Таким образом, с точки зрения И. Лакатоса, связь экспериментальных фактов и теорий принципиально неоднозначна: с одними и теми же известными сегодня фактами могут в определенный момент истории науки согласовываться несколько альтернативных по внутреннему содержанию теорий. Такие теории Лакатос называет эквивалентными (разумеется, они эквивалентны только эмпирически, тогда как логически они альтернативны). Принять или отвергнуть ту или иную из эквивалентных теорий на основании наблюдений и экспериментов невозможно на данном этапе эволюции науки: теории не выводятся однозначно из фактов, не подтверждаются однозначно фактами (здесь Лакатос присоединяется к позиции Поппера), но они и не опровергаются однозначно, вопреки Попперу, фактами.

История науки показывает, что с течением времени одна из эквивалентных теорий все же побеждает другие. В силу каких факторов это происходит? Лакатос справедливо упрекает многих методологов науки (и Поппера в том числе) в том, что они пытались строить модели научного познания, не считаясь с реальной историей науки. Он призывает обратиться к историческому методу исследования науки, рекомендуя при этом пользоваться методом рацио-

нальной реконструкции истории науки. С точки зрения Лакатоса, в

истории науки победу одерживает та из конкурирующих теорий, с

которой связана более прогрессивная методология исследователь-

ской программы (МИП). Конкретные примеры такой исторической реконструкции вызвали многочисленные критические замечания специалистов – Лакатос как минимум нарушал реальную хронологию в своих исследованиях смены научных методологий.

В науке, однако, давно применяется метод теоретической идеализации. Главное, в данном случае, состоит в том, что Лакатос в самом деле предложил интересную модель эволюции научного знания, это «одно из наиболее важных событий философской мысли в Европе в последние 25 – 30 лет», – писали Б.С. Грязнов и В.Н. Садовский [7, стр. 32]. В отличие от Поппера и его позитиви-

12

стских предшественников, Лакатос обратил принципиальное внимание на роль философских (метафизических в его терминологии) положений в составе методологии исследовательских программ. Они также вносят свой вклад в обеспечение победы одной из конкурирующих теорий над другими.

Таким образом, критерии эмпирической методологии в науке не работают, из нескольких конкурирующих теорий побеждает с течением времени одна, но не в силу эмпирических подтверждений или опровержений, а в силу выбора, по сути своей, конвенционального (по мнению Лакатоса!), который делают ученые под влиянием эффективности определенной МИП. Критерии прогрессивного характера МИП Лакатос понимает так:

1.Теория в ходе своей эволюции не плетется вслед за фактами, вводя все новые и новые вспомогательные гипотезы, чтобы избегать противоречий с фактами; она, наоборот, способна давать прогнозы, опережающие наблюдения. (Этот критерий едва ли выполним в рамках методологии Ф. Бэкона, который не случайно не поверил в концепцию Коперника.)

2.В рамках данной МИП и на ее основе в истории науки появляется целая серия новых теорий. Например, на основе МИП Коперника появились на той же методологической основе механика Галилея-Ньютона, молекулярная физика, можно сказать, вся классическая физика. На основе МИП птолемеевской картины мира ничего нового появиться не могло, она как раз была не прогрессивной, а вырождающейся.

Эти преимущества не являются вечными, прогрессивные МИП со временем становятся вырожденными и должны смениться другими, более прогрессивными.

Таким образом, И. Лакатос не только окончательно подорвал доверие к догматам классического эмпиризма, но и отверг нега-

тивную методологию К. Поппера, противопоставив ей позитивную методологию разработки и применения научных программ, создающих новые научные теории. Однако и он не смог полностью освободиться от груза некоторых догматов классического эмпиризма, прежде всего – догмата, что теории призваны систематизировать и прогнозировать факты, то есть выражать лишь эмпирическое содержание знаний.

13

Представляется интересным попытаться применить к МИП самого Лакатоса те критерии, которые он предлагает применять к МИП физиков. Лакатос принимает тезис, что теории не выводимы однозначно из фактов и не опровергаются однозначно фактами. Возникает вопрос: для чего же нам рациональная реконструкция истории науки, если из исторических фактов мы не в силах ничего доказательно вывести и не в силах что-либо доказательно опровергнуть? Остается только то, что модель Лакатоса должна согласовываться с историческими фактами, при этом термин «согласование» выглядит достаточно неясным. Наметился интересный исторический парадокс: классики эмпиризма призывали всех ученых исходить только из фактов, но сами в своих обобщениях, относящихся к логике науки, мало обращали внимания на факты из истории наук. Лакатос обратил внимание на необходимость анализировать реальные факты из истории науки для решения проблем логики науки, но сделал это тогда, когда усилиями Поппера и его самого методология эмпиризма была существенно поколеблена, и выведение обобщений из фактов было сильно скомпрометировано.

Дает ли модель Лакатоса возможность опережающего прогнозирования фактов? Лакатос сам признает, что только спустя продолжительное время преимущества новой МИП проявляются достаточно отчетливо. В таком случае остается непонятным, почему ученые уже на раннем этапе рождения новой МИП начинают активно ее развивать, как это, например, делал Галилей в отношении идей Коперника.

Ученик и последователь Лакатоса Э. Захар опубликовал обстоятельный анализ перехода от МИП классической физики к МИП специальной теории относительности А. Эйнштейна [6]. Позже Лакатос и Захар опубликовали совместную работу, посвященную анализу перехода от картины мира Птолемея к картине мира Коперника [5]. Эти публикации вызвали активную дискуссию. Остановимся кратко на проблеме Птолемей-Коперник.

Заголовок публикации Лакатоса и Захара «Почему Коперник превзошел Птолемея?» не вполне точен. Побеждал Птолемея не Коперник, который получил в руки свою книгу уже на смертном одре, а Галилей в следующем столетии. Обращает на себя внимание и следующее обстоятельство: Лакатос создавал свою модель, анализируя такую развитую форму научного знания, которая пред-

14

ставлена в механике Ньютона и в последующих физических теориях. Ни в системе представлений Птолемея, ни у Коперника и даже у Галилея эти развитые формы, позволяющие говорить о «твердом ядре» и эвристике, еще не присутствуют. Не иначе как мы имеем дело с еще одним вариантом «рациональной реконструкции» истории, предполагающей то, чего исторически не было.

Тем не менее, историческая ситуация во времена Коперника и Галилея в известной мере соответствовала модели Лакатоса. Картины мира Птолемея и Коперника были альтернативными, и в то же время не существовало известных фактов, которые могли бы какую-то из них напрямую опровергнуть или подтвердить. Однако, в отличие от модели Лакатоса, ни сторонники Птолемея, ни сторонники Коперника не рассматривали эти картины мира как эквивалентные, они их рассматривали под углом зрения истинности или ложности какой-то из них. Мы сразу же чувствуем, что у Лакатоса, как и у Поппера, не все ладно с понятием истинности научной теории, что методология, основанная на понятии эквивалентности, а не истинности, является вырожденной, так как она никого не побуждает искать новое знание. Примером вырожденной методологии может служить позиция А. Осиандера, написавшего предисловие к книге Коперника, в котором утверждалось, что модель Коперника независимо от своей истинности может быть полезной для упрощения вычислений.

Вводя понятие эквивалентных теорий, Лакатос унаследовал от Поппера отказ от понятия научной истины. Получается, что методологии исследовательских программ, сменяющие друг друга, вовсе не приближаются к некоей научной истине, они только совершенствуют эффективность методов предсказания наблюдаемых фактов на основе наблюдения предшествующих фактов. Хотя Лакатос высказал критические замечания в адрес сторонников инструментализма, его собственная позиция сближается с этим инструментализмом.

Если обратиться к самоотверженной борьбе Галилея за утверждение картины мира Коперника, то сразу же становится очевидным, что ни Галилей, ни его противники отнюдь не считали конкурирующие картины мира эквивалентными. Так не считал даже Осиандер, который рекомендовал читателям модель Коперника не

15

как истинную, а только как удобную при вычислениях. Борьба шла за научную истину.

Первое возражение против Коперника состояло в том, что довольно быстрое движение, в котором участвуют все тела на поверхности Земли, в силу суточного вращения Земли и ее годичного движения вокруг Солнца, не приводит к наблюдаемым эффектам, т. е. противоречит опытным данным. Противники Коперника предлагали, в частности, провести эксперимент: давайте будем стрелять из пушки на восток, а потом на запад. Если Земля вращается, ядра будут лететь не одинаково. В обычных условиях мы замечаем движение со скоростью бегуна или со скоростью всадника, почему тогда мы не замечаем своего движения со скоростями, гораздо бóльшими? [Парадокс состоит в том, что наблюдаемые следствия суточного и годичного движения Земли существуют, но они гораздо меньше по величине, чем следствия более медленных наших движений в повседневной жизни.]

Галилей отвечает на эти возражения тем, что открывает (хочется сказать – буквально изобретает!) важнейший закон механики – принцип относительности. Согласимся с Лакатосом: тот, кто принимает новую прогрессивную методологию, должен участвовать в открытии целой серии новых теорий, в данном случае – законов теоретической механики. Галилей сделал в этом направлении важный шаг, продолжать будут Ньютон и другие выдающиеся физики этой эпохи. По Галилею, если система движется с постоянной скоростью, все механические процессы будут в ней происходить точно так же, как если бы система покоилась. Не надо стрелять из пушек, считает Галилей, ядра будут лететь совершенно одинаково и на восток и на запад, как если бы Земля покоилась. Вопрос о вращении Земли, полагает Галилей, невозможно разрешить экспериментом.

Галилей совершает здесь ошибку, считая принцип относительности применимым к круговому движению, которое он полагал идеальным типом движения, в то время как на самом деле принцип относительности применим только к равномерному прямолинейному движению. Но нас интересует методология Галилея: если вопрос нельзя решить экспериментом, то его, по убеждению Галилея, можно и нужно решить, обращаясь к фундаментальным принципам философского характера (Лакатос в полном согласии с историче-

16

скими фактами включил философские положения в состав МИП!). Если сравнить модель Птолемея, согласно которой вся Вселенная за одни сутки оборачивается вокруг Земли, с моделью Коперника, согласно которой лишь сама Земля оборачивается за сутки вокруг своей оси, то неизбежен вывод, считает Галилей, что модель Коперника гораздо проще, а модель Птолемея неправдоподобно сложна. Для Галилея это решающий аргумент в пользу научной истинности картины мира Коперника, а вовсе не в пользу конвенционализма в духе А. Пуанкаре. Сегодня физическая наука не сомневается, что вращение всей Вселенной за 24 часа вокруг Земли с точки зрения законов динамики физически невозможно, и поэтому выбор в пользу Коперника давно уже однозначен (этот вопрос не надо путать с вопросом о правомерности выбора любой удобной системы отсчета при кинематическом описании небесных тел). Да и сам принцип простоты, на который ссылается здесь Галилей, для него общий закон природы, а не просто условное основание для принятия конвенции.

Лакатос признает, что преимущества новых программ выявляются не сразу, так что причины их победы можно выяснить только задним числом. На примере Галилея можно видеть, что он одновременно, в одном труде «Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой», защищает идеи Коперника и обосновывает новые принципы теории механического движения (принцип относительности, закон инерции, закон свободного падения, обосновывает целый набор методов физического исследования, которые войдут затем в арсенал новой физики). Он интуитивно чувствовал взаимосвязь идей Коперника и новых законов движения и именно это, видимо, было для него побудительным мотивом к самоотверженной защите новой картины мира.

Гипотезы ad hoc

и проблема научной истины

К. Поппер и И. Лакатос уделили большое внимание важному критерию, применяемому для оценки вводимых в науку гипотез – они не должны быть гипотезами ad hoc. Это означает, что гипотеза не должна быть искусственной, объясняющей чисто формально

17

только тот факт, ради которого она и была введена. Классическим примером гипотезы ad hoc могут служить знаменитые слова классика сатирической литературы: «Опий усыпляет потому, что обладает усыпляющим свойством». Подобная «гипотеза» абсолютно ничего не объясняет в отношении загадочного «усыпляющего свойства».

И. Лакатос и Э. Захар обстоятельно анализируют понятие ad hoc и приходят к выводу, что оно может употребляться в трех различных смыслах (при этом три варианта Э. Захара не вполне совпадают с тремя вариантами И. Лакатоса – см. [6]). Соглашаясь с тем, что вводить гипотезы ad hoc методологически некорректно, обратим внимание на то, что оценка «адхокности» не может заменить собой оценку гипотезы с точки зрения научной истинности. Э. Захар посвящает немало страниц своей работы [6] анализу знаменитой гипотезы Лоренца-Фицджеральда, объяснявшей сокращением длины стержня при его перемещении в эфире отрицательный результат эксперимента Майкельсона-Морли, в котором ставилась цель выявить скорость движения Земли сквозь мировой эфир. Э. Захар хочет доказать, что эта гипотеза не была гипотезой ad hoc ни в одном из трех рассмотренных им смыслов, и поэтому методология Лоренца была прогрессивной с самого начала и до появления общей теории относительности, когда методология Эйнштейна определенно доказала свою прогрессивность. Захар не хочет при этом принять во внимание, что МИП Лоренца с самого начала, еще до появления статьи А. Эйнштейна 1905 года, была ошибочной, не истинной, поскольку была построена на идее существования эфира как физической среды с определенными физическими свойствами, в то время как такая среда не существовала в реальности. С таким же успехом можно было бы доказывать, будто гипотеза о существовании теплорода была прогрессивной до начала ХХ века, поскольку она якобы не была гипотезой ad hoc. (С формальной точки зрения это можно было бы доказывать, поскольку из нее вытекали наблюдаемые в эксперименте следствия, и на ее основе можно было доказывать подтверждаемые опытом теоремы, например о коэффициенте полезного действия тепловых машин, как это делал С. Карно). Однако гипотеза теплорода не была истинной с самого начала, такой субстанции просто не существовало в природе.

18

Оценка гипотез на истинность, без сомнения, должна быть первичной, а оценка их «адхокности» – только вторичной.

Исследовательская программа И. Лакатоса, обозначившая конец фальсификационизма К. Поппера, в свою очередь оказалась внутренне противоречивой и противоречащей реальной истории науки, точнее сказать, реальной практике ученых. Тем не менее, на наш взгляд, в ней есть «твердое ядро» и эвристика, которые можно было бы сохранить и развить при существенных изменениях этой исследовательской программы и не менее существенных дополнениях к ней.

Дж. Стюарт Милль и принцип единообразия природы

Дж. Ст. Милль еще в конце XIX в. указал на возможность индуктивного обоснования общих положений на основе небольшого числа частных фактов, если предположить существование принципа единообразия природы. Если событие А следует за событием В здесь и сейчас, есть основания считать, что такое же событие будет следовать за таким же событием в другое время и в другой области пространства. Такая повторяемость и выступает как общий закон.

Критики увидели в этом подходе порочный круг: существование закона природы обосновывается с помощью частных фактов тем, что общий закон в рамках принципа единообразия природы заранее предполагается существующим. На самом деле Дж. Ст. Милль, в сущности, указал принцип, по которому реально работают все естествоиспытатели: достаточно, например, обнаружить в эксперименте несколько единичных случаев распада протона, чтобы доказать важную, с точки зрения современных физиков, общую закономерность природы именно в силу принципа единообразия природы. Если распад протона произошел здесь и сейчас, то он с такой же вероятностью происходит в других местах и в другие времена. Принцип, который Милль стыдливо назвал единообразием природы, на самом деле есть не что иное, как принцип детерминизма, провозглашенный когда-то еще Демокритом: все процессы природы всегда происходят по законам, предопределяющим результат.

19

По сути дела без принятия общего принципа детерминизма невозможно каким-либо образом реализовать метод индуктивных умозаключений. Это обстоятельство не учли критики Милля: всякое конкретное применение индуктивного умозаключения на основе принципа единообразия природы представляет собой применение общего принципа детерминизма к частному случаю его проявления. Отрицая общее, невозможно найти обоснование частного.

Классики науки смело применяли миллевский принцип задолго до Милля. Так, Кеплер, имея в своем распоряжении данные Тихо Браге, относящиеся к наблюдениям планеты Марс, пришел к выводу, что орбита Марса не является окружностью. Свое умозаключение Кеплер формулирует так: «Все планеты Солнечной системы движутся вокруг Солнца по эллипсам…». Мы видим здесь смелое применение принципа единообразия природы. И. Ньютон, имея первоначально в своем распоряжении данные об ускорении свободного падения тел на Земле и данные о движении Луны вокруг Земли, формулирует закон всемирного тяготения. Опять-таки принцип единообразия природы выступает здесь логической основой восхождения от единичного к общему и даже всеобщему.

Не все законы природы являются законами однозначной детерминации. Но и там, где перед нами вероятностные законы, мы обнаруживаем проявление принципа единообразия природы с соответствующей спецификой. Вероятность смерти от болезней, связанных с курением, составляет по данным медицинской статистики пять десятитысячных на человека в год – эта цифра устойчиво повторяется из года в год, от страны к стране, и это тоже проявление принципа единообразия природы для случая статистического закона. Таким образом, в отличие от мнений К. Поппера и И. Лакатоса, мы имеем вполне определенные основания рассматривать индук-

тивные обобщения на основе принципа единообразия природы как методологическую основу достоверного подтверждения истинности обобщенных результатов, полученных с помощью единичных наблюдений и измерений.

20