Если вдуматься в это, то мы заметим, что это было логическим следствием того взаимопроникновения интеллектуальной и эмпирической интуиций, которое, по-видимому, характеризовало метод прежней физики в середине XIX века. Физики имели тогда неразрушимую веру во всякую простую, ясную, отчетливую идею; рациональная очевидность была для них бессознательным критерием истинности и действительности. Поэтому они и не могли представить себе какого-нибудь предела для системы, раз она была основана на простых, ясных и отчетливых идеях. При их уверенности в основах теории гипотеза не могла иметь большого значения в развитии науки. Она играла лишь подготовительную роль в воображении ученого по поводу какого-нибудь частного исследования.
3. Такие притязания оказались, однако, несовместимыми с сознательным и точно определенным экспериментализмом. Опыт должен оставлять открытый простор для дальнейших изысканий. Следовательно, область гипотезы практически беспредельна. Если к этому прибавить, что, вероятно, нельзя считать полученные до сих пор результаты особенно значительными по сравнению с тем, что остается еще получить, то легко понять, какую роль и место занимает гипотеза в современной физике. Она является существенным элементом ее в двояком отношении: с одной стороны, наука может двигаться вперед, лишь формулируя гипотезы и вызывая исследования, необходимые для проверки их; с другой же стороны, при современном состоянии науки большинство положений ее – и особенно общих положений – может быть только гипотезами.
На этом последнем пункте следует остановиться несколько долее, ибо здесь опять-таки мы встречаем прямую противоположность между духом старой и духом новой физики.
Схоластическая физика имела притязания достигнуть прямо тех общих положений, из которых выводилась вся система природы. Против этого притязания восстала физика Возрождения; она, однако, имела достаточно веры в наш естественный разум, чтобы утверждать, что мы в состоянии достигнуть самой природы вещей. Эта природа вещей для нее уже не существенное свойство, охватывающее все частные свойства; это – факт, который находится во всех других фактах и который, складываясь сам с собой, воспроизводит их.
Этот основной факт дух замечает прежде всего, ибо он проще, чем все другие факты, а, раз он замечен, то физическая проблема сводится к следующему: найти, как другие факты вытекают из основного факта, воссоздать другие факты с помощью его. Для этого достаточно применить здесь общие правила математического доказательства, с помощью которых из уже известных элементов находят решение еще неразрешенных вопросов. Традиционная механистическая концепция, благодаря уже одному тому, что она основывается на очевидности простого отношения, этого ключа к своду физической теории, не сомневается и не может сомневаться в основах своих теории.
Теперешняя физика отказалась от всего этого. Она принимает, что наши первые открытия относятся, действительно, к крайне простым фактам; благодаря их простоте и удалось формулировать законы. Она принимает также, что эти законы играют очень важную роль в физике, потому что, благодаря обобщениям и приспособлениям их, удалось поднять обширнейшие участки поля физики. Но прошлый и будущий опыт являются единственной гарантией правильности этих обобщений и приспособлений. Из этого следует, что они не считаются больше окончательными, неизменными; они способны развиваться в качеств гипотез, которые – какими бы основными они были – непрерывно уточняются, дополняются, улучшаются.
Они, значит, всегда могут быть пересмотрены и ограничены. Нельзя отрицать того, что открытия эти – благодаря самой простоте их, которой они обязаны своим приоритетом перед другими открытиями – находятся в привилегированном положении. Они образуют особенно устойчивую область физики. Но никто ныне не думает, что эта область есть вся физика. В ней видят, наоборот, лишь совокупность необходимых условий, которых ничто не заставляет нас считать достаточными. Это очевидно в случае с Дюгемом: для него основные факты классической механистической концепции представляют основы частичной теории физики, теории самых простых или, вернее, самых упрощенных явлений. Это очевидно и в случае с Махом, который желает лишь систематизировать наипростейшим образом опыт и который всегда готов допустить новые принципы для новых фактов. Это очевидно также в случае с Пуанкаре, который полагает, что применение общих принципов может всегда быть ограничено новыми опытами, для объяснения которых недостаточны эти принципы и нужны другие.
Но это верно также и для современной механистической концепции. Она, правда, признает, что те простые отношения, в которых прежняя механистическая теория видела необходимые и достаточные условия объяснения природы, должны оставаться в этом объяснении. Но они составляют лишь или часть, и даже производную часть его, или же крайне общие, следовательно, крайне гипотетические, неполные и неопределенные черты его. Механистическая концепция предполагает, что тот способ, каким они были получены в опыте, является гарантией их устойчивости. Но исповедуемый ею эмпиризм запрещает ей видеть в этом что-нибудь иное, чем догадку, особенно пригодную для современной совокупности опыта, и запрещает видеть в этой догадке что-нибудь иное, чем простое начало: начато дело хорошо, но еще важнее хорошо продолжать его. И физиономия физики, если будут продолжать таким образом, должна будет измениться.
Иными словами, те элементы, которые старая физика, представленная традиционной механистической концепцией, считала особенно достоверными, новая физика считает гипотетическими. И считает она их такими именно в виду приписываемой им основной и общей роли. Того же взгляда придерживаются и современные механисты, хотя они гораздо больше, чем представители других школ, верят в эти гипотезы.
Основы, принципы, общие положения физики считаются теперь – в согласии с духом господствующего эмпиризма – менее достоверными, чем частные законы и факты.
4. Все современные концепции физики настаивают на одном, неизвестном или же едва замеченном классической физикой, факте: на эволюции теоретической физики. Но эволюция теоретической физики понятна лишь в том случае, если основы теории не установлены непоколебимым образом, – по крайней мере, во всех их подробностях. Теория может эволюционировать лишь тогда, когда она заключает в себе гипотезу.
Теперь мы понимаем, почему современные физические теории, как только они отходят от частных явлений, становятся крайне гибкими и пластичными, – мы понимаем, почему они скорее касаются поверхностно явлений, чем стремятся углубить их. В современной физике всякая общая теория действует путем общих указаний. Показывают возможность теории, как в «Трактате по электричеству» Максуэлля. Остерегаются дать полную и конкретную разработку ее. Стараются, одним словом, найти то, что – несмотря на неизвестность будущих опытов – может быть предположено в силу опытов прошлых. И огромная доля этой неизвестности заставляет неизбежно прибегать к весьма неопределенным общностям и к очень поверхностной систематизации.
Роль, играемая теперь гипотезой, характеризует не только современную физику, но и встречающееся в различных школах различие точек зрения. До тех пор, пока можно было думать, что основы физики установлены непоколебимым образом, не могло быть места для расхождений по вопросу о принципах. Физики спорили между собой по поводу частностей, а не общих проблем, и если какие-нибудь частные открытия, как, например, в теории теплоты или света (гипотеза теплорода и истечения) вызывали среди физиков разногласия, то эти разногласия касались лишь частной формы теории по частному же пункту, и эпоха позднейшая была столь же единой, сколько и предыдущая эпоха. Споры никогда не касались всей совокупности физики; ее видоизменяли в отдельных пунктах, рассматривая эти видоизменения, как специальные видоизменения, ни в чем не затрагивающая perennis physica. Тогда существовала традиционная физика.
Теперь, наоборот, думают – и это логически вытекает из предыдущего – что согласие возможно в частных вопросах, ибо эти вопросы могут быть решены опытом. Но что касается общих теорий, то здесь должна иметь место величайшая свобода и терпимость, ибо эти теории могут быть лишь гипотезами. Эта свобода гипотез повлекла за собой неизбежно во всей области обобщений, т. е. во всей теоретической физике, разногласия школ. Эти разногласия имеют свой raison d'être в том, что общая физика рассматривается вполне сознательно, как гипотетическая физика. Теперь мы знаем цену той критики объективной ценности физики, которая основывается на этих разногласиях. Эти последние затрагивают не содержание физики, но предвосхищения опыта в области, особенно далекой от единственного источника нашего знания. Не из уважения ли к теоретической ценности физики, к ее ценности, как знания, тщательно провели разделение между объективностью опыта и субъективностью гипотез? И не это ли объясняет многообразие, противоположность, противоречие гипотез? Можно было бы сказать без тени парадоксальности, что никогда не была так достоверно и ясно установлена объективная ценность науки, никогда она не была так достойна нашего доверия, как теперь, когда в области теоретической физики наступила эра полнейшего разногласия мнений. Это показывает, действительно, ясное и отчетливое понимание того, что реально и что гипотетично, что верно и неверно, объективно и субъективно, дано и создано.
5. Прогрессивная эволюция физики, проведя это разделение, установила в то же время, благодаря единодушному согласию всех физиков, наряду с сферой гипотетическою, части постоянные и окончательные. Это опять-таки следствие того цельного эмпиризма, который характеризует современный дух физики. Если опыт есть собственная гарантия самого себя, если нет иного критерия истинного и объективного, помимо опыта, то ясно, что при всех изменениях физики в будущем должны все-таки сохраниться нетронутыми сырые результаты опыта (разумеется, произведенного правильно), и должны, понятно, сохраниться со всеми предосторожностями и поправками экспериментального метода и также со всеми оговорками, вытекающими из ограниченности наших экспериментальных приемов. И в этом пункте все физики согласны между собою. Экспериментальная физика – это неподвижный центр, на который не влияет никакое изменение теории, никакое видоизменение толкования. Завтрашняя физика застанет все наши опыты (правильно произведенные) и вынуждена будет строго согласоваться с ними, как и нынешняя физика.
Поэтому надо отказаться от формул, вроде: «опыт завтрашнего дня может оказаться противоречащим опыту сегодняшнего дня». Нет, на той почве, на которой желает остаться наука и на которой мы вынуждены следовать за ней, завтрашний опыт не может вступить в противоречие с сегодняшним опытом. Он может показать, что опыт был плохо произведен, но, найдя путем нового опыта причину ошибки, он не только не ослабляет значения экспериментального критерия, но, наоборот, подтверждает его. Он дает ему все необходимое для борьбы со скептицизмом. Два противоречащих друг другу опыта – это два опыта, для которых мы не знаем одного из существенных условий опыта. И их противоречие побуждает нас отыскивать его. Метод остатков есть на практике лишь постоянная иллюстрация этого замечания.
Трудно найти что-нибудь менее честное, чем критика, избирающая объектом своего нападения тот факт, что экспериментальный метод оперирует средними, что он произвольно исправляет опыты во имя мнимых ошибок опыта, что всякий опыт как бы фальсифицирован благодаря самому методу ученого. Но меж какими пределами колеблются эти поправки? Все, что можно заключить из них, это что наши инструменты и наши чувства не совершенны, что нашей технике есть еще над чем поработать, и что это изменит полученные результаты лишь крайне ничтожным образом. Разве выведенная из опыта средняя не имеет столько же значения для установления и измерения отношений двух явлений, сколько и опыт, произведенный с бесконечно более точными инструментами? Работа здесь более продолжительна и более трудна, но она имеет ту же объективность. Этот аргумент так же софистичен, как и аргумент от мнимых противоречий опыта. Нет такого физика, который усомнится – как в настоящее время, так и в будущее – в результатах методически разобранного опыта.
ГЛАВА VРоль и природа физических теорий– 1. Проблема, вытекающая из тесной связи между теоретической и практической частями в современной физике.
– 2. Ее разрешение: методологическая концепция физической теории.
– 3. Физическая теория есть методологическое орудие в двояком смысле: в целях выражения, систематизации, и в целях открытия.
– 4. Новый вид физики, рассматриваемой под этим углом зрения.
– 5. Следствие: не следует разбирать гипотетических элементов физических теорий с точки зрения их объективности; это было бы метафизикой, а не физикой. Надо ограничиться анализом их экспериментальной роли.
– 6. Возможное недоразумение; как избежать его.
– 7. Физическая теория систематизирует опыт, чтобы продолжить его, ибо, чтобы она могла быть полезной, она должна опираться на добытых экспериментально результатах.
– 8. Современное многообразие физических теорий и идеальное единство, к которому они тяготеют. Если физическая теория есть метод, то легко понять, почему физические теории многообразны и различны.
– 9. Понятно также, почему, несмотря на это многообразие, остаются нетронутыми единство и объективность физики.
1. Если бы было легко решить вопрос о том, что является результатом опыта и что привносится теорией, то проблема объективности физической науки была бы тем самым сразу порешена. Но здесь имеется особое затруднение: все физики единогласно утверждают, что различить оба эти вида элементов можно лишь путем искусственного и в известной мере произвольного анализа. В реальной, конкретной науке они перемешаны между собой во все моменты ее развития.
Все физики-механисты признают в настоящее время гипотезу за составную часть физико-химических наук, примешивающуюся ко всем их операциям и оставляющую повсюду некоторый остаток. Физики-практики, работающие в лабораториях, которые должны были бы быть особенно враждебными этой точки зрения, в действительности поддерживают ее самым энергичным образом6. Физики, занимающее критическую позицию относительно механистической концепции – как, например, Пуанкаре – показывают, что опыт всегда переплетается с теорией, продолжающей его7. Наконец, энергетика вместе с Дюгемом устанавливает строго, что всякий опыт предполагает теоретические элементы, что всякий экспериментальный результат требует вмешательства разума.
Но если это так, то не существует ли непримиримое противоречие между этой новой концепцией и предшествовавшими ей теориями?
Как возможен тот парадоксальный факт, что современные физики утверждают с равным авторитетом и равным единодушием, с одной стороны, что наука их объективна благодаря своей связи с опытом, а, с другой, что опыт никогда не независим от теоретических и субъективных концепций?
2. Так как они утверждают одновременно оба члена этой антиномии, то надо пытаться выйти из противоречия, поднявшись на такую точку зрения, с которой возможны оба утверждения.
Какую роль играет в науке теоретическая часть? И раз она не складывается механически с экспериментальной частью, а внутренне соединяется с ней, то как может она соединяться с ней, не искажая ее? Решение заключается в следующем: теория представляет по существу метод. Она переплетается с экспериментальными результатами, она находится в них точно таким же образом, каким известный объект – в той или иной форме – носит на себе след того орудия, с помощью которого он был изготовлен. Единство теории и экспериментального результата – это не единство соединения, в котором в беспорядке перемешаны между собою составлявшие элементы. Это не единство положения, не статическое единство. Это динамическое, функциональное единство. Физическая теория есть один из фактов экспериментального изыскания. Она – орудие.
Рассматриваемая таким образом теория не субъективирует опыта, не отнимает у него его постоянства и истинности. Опыт, наоборот, объективирует теории, вливая в нее мало-помалу ту же степень достоверности, которой обладает он сам. Ибо, если какая-нибудь теория преуспевает, если она оказывается полезной, плодотворной, «удобной», как охотно выражаются некоторые физики, если она по истине производительна, то потому, что она имеет сродство с эмпирически-данным, что она приспособляется к нему, что она недалека от абсолютного слияния с ним, что она более адекватна, более истинна во всем значении слова «истинный». Теоретическое исследование совершается сперва в полном согласии с экспериментальным исследованием, которое оно толкает на дальнейшую работу. Но затем оно сливается с ним еще более глубоким и реальным образом. В экспериментальном результате остается всегда кое-что от теории, кое-что неразрушимое и окончательное, и остается не потому, что теория искажает его, но потому, что, послужив для получения его, она способна также и выразить его. Не все умирает в орудии научной работы. В нем умирает то, что было в нем субъективного и произвольного; остается то, что объективно и необходимо, что согласуется с проверенным опытом, составляющим теперь одно целое с ним.
Таким образом, теория играет в современной физике по существу методологическую и эвристическую роль. Физик пользуется ею в своих изысканиях как орудием, позволяющим ему упреждать современное положение физических знаний, предвидеть результаты какого-нибудь опыта, вызвать условия, при которых он обнаружится. Опыт, говорил Декарт, служит для того, чтобы с помощью следствий идти навстречу причинам. Эту фразу можно было бы передать следующим образом: опыт служит для того, чтобы с помощью чувственной интуиции идти навстречу теории, рациональной интуиции. Утверждение, обратное этому предложению, представит довольно точно теорию физической теории согласно воззрениям современных физиков: теория служит для того, чтобы идти на встречу опыту; субъективная интуиция подсказывает мысль о возможности чувственной интуиции; и эта последняя будет служить ей мерой и нормой. Но ведь тогда ясно, что в опыте от теории остается лишь то, что было предвосхищением опыта.