Три требования к росту знания

XVIII

Обратимся теперь вновь к понятию приближения к истине, т.е. к проблеме поиска теорий, все лучше согласующихся с фактами (как было показано в списке из шести сравнительных случаев, приведенном в разд. X).

Какова общая проблемная ситуация, в которой находится ученый? Перед ученым стоит научная проблема: он хочет найти новую теорию, способную объяснить определенные экспериментальные факты, а именно, факты, успешно объясняемые прежними теориями, факты, которых эти теории не могли объяснить, и факты, с помощью которых они были в дей-

* О мертвых ничего, кроме хорошего (лат.). — Примеч. ред.

ствительности фальсифицированы. Новая теория должна также разрешить, если это возможно, некоторые теоретические трудности (как избавиться от некоторых гипотез ad hoc или как объединить две теории). Если ученому удается создать теорию, разрешающую все эти проблемы, его достижение будет весьма значительным.

Однако этого еще не достаточно. И если меня спросят: «Чего же вы хотите еще?» — я отвечу, что имеется еще очень много вещей, которых я хочу или которые, как мне представляется, требуются логикой общей проблемной ситуации, в которой находится ученый, и задачей приближения к истине. Здесь я ограничусь обсуждением трех таких требований.

Первое требование таково. Новая теория должна исходить из простой, новой, плодотворной и объединяющей идеи относительно некоторой связи или отношения (такого, как гравитационное притяжение), существующего между до сих пор не связанными вещами (такими, как планеты и яблоки), или фактами (такими, как инерционная и гравитационная массы), или новыми «теоретическими сущностями» (такими, как поля и частицы). Это требование простоты несколько неопределенно и, по-видимому, его трудно сформулировать достаточно ясно. Кажется, однако, что оно тесно связано с мыслью о том, что наши теории должны описывать структурные свойства мира, т.е. с мыслью, которую трудно развить, не впадая в регресс в бесконечность. (Это обусловлено тем, что любая идея об особой структуре мира, если речь не идет о чисто математической структуре, уже предполагает наличие некоторой универсальной теории; например, объяснение законов химии посредством интерпретации молекул как структур, состоящих из атомов или субатомных частиц, предполагает идею универсальных законов, управляющих свойствами и поведением атомов или частиц.) Однако одну важную составную часть идеи простоты можно анализировать логически. Это идея проверяемости²⁴, которая приводит нас непосредственно к нашему второму требованию.

Во-вторых, мы требуем, чтобы новая теория была независимо проверяема ¹⁵. Это означает, что независимо от объясне-

ния всех фактов, которые была призвана объяснить новая теория, она должна иметь новые и проверяемые следствия (предпочтительно следствия нового рода), она должна вести к предсказанию явлений, которые до сих не наблюдались.

Это требование кажется мне необходимым, так как теория, не выполняющая его, может быть теорией ad hoc, ибо всегда можно создать теорию, подогнанную к любому данному множеству фактов. Таким образом, два первых наших требования нужны для того, чтобы ограничить наш выбор возможных решений (многие из которых неинтересны) стоящей перед нами проблемы.

Если наше второе требование выполнено, то новая теория будет представлять собой потенциальный шаг вперед независимо от исхода ее новых проверок. Действительно, она будет лучше проверяема, чем предшествующая теория: это обеспечивается тем, что она объясняет все факты, объясняемые предыдущей теорией, и вдобавок ведет к новым проверкам, достаточным, чтобы подкрепить ее.

Кроме того, второе требование служит также для обеспечения того, чтобы новая теория была до некоторой степени более плодотворной в качестве инструмента исследования. Это означает, что она приводит нас к новым экспериментам, и даже если они сразу же опровергнут нашу теорию, фактуальное знание будет возрастать благодаря неожиданным результатам новых экспериментов. К тому же они поставят перед нами новые проблемы, которые должны быть решены новыми теориями.

И все-таки я убежден в том, что хорошая теория должна удовлетворять еще и третьему требованию. Оно таково: теория должна выдерживать некоторые новые и строгие проверки.

XIX

Ясно, что это требование носит совершенно иной характер, нежели два предыдущих, которые признаются выполненными или невыполненными по существу только на основе логического анализа старой и новой теорий. (Они являются

«формальными требованиями».) Выполнение же или невыполнение третьего требования можно обнаружить лишь путем эмпирической проверки новой теории. (Оно является «материальным требованием», требованием эмпирического успеха.)

Вместе с тем очевидно, что третье требование не может быть необходимым в том же самом смысле, в котором необходимы два предыдущих. Эти требования необходимы для решения вопроса о том, имеем ли мы вообще основания считать, что обсуждаемая теория может рассматриваться как серьезный кандидат для эмпирической проверки или, иными словами, для решения вопроса о том, является ли она интересной и многообещающей теорией. Однако некоторые из наиболее интересных и замечательных теорий, когда-либо выдвинутых, были опровергнуты при первой же проверке. А почему бы и нет? Даже самая многообещающая теория может рухнуть, если она делает предсказания нового рода. Примером может служить прекрасная теория Бора, Крамерса и Слэтера²⁶, выдвинутая в 1924 году, которая в качестве интеллектуального достижения была почти равна квантовой теории атома водорода, предложенной Бором в 1913 году. К сожалению, она почти сразу же была опровергнута фактами — благодаря совпадению экспериментов Боте и Гейгера²⁷. Это показывает, что даже величайший физик не может с уверенностью предвидеть тайны природы: его творение может быть только догадкой, и нельзя считать виной ни его самого, ни построенной им теории, если она была опровергнута. Даже теория Ньютона была в конце концов опровергнута, и мы вправе надеяться на достижение успеха в опровержении и улучшении каждой новой теории. И если теория опровергается в конце ее длительной жизни, то почему бы это не могло случиться в начале ее существования? Вполне можно сказать, что если теория опровергается после шести месяцев своего существования, а не после шести лет или шести столетий, то это обусловлено лишь исторической случайностью.

Опровержения часто рассматривались как неудача ученого или по крайней мере созданной им теории. Следует подчерк-

нуть, что это — индуктивистское заблуждение. Каждое опровержение следует рассматривать как большой успех, и успех не только того ученого, который опроверг теорию, но также и того ученого, который создал опровергнутую теорию и тем самым первым, хотя бы и косвенно, предложил опровергающий эксперимент.

Даже если новая теория нашла раннюю смерть (как это случилось с теорией Бора, Крамерса и Слэтера), она не должна быть забыта; следует помнить о ее привлекательности, и история должна засвидетельствовать нашу благодарность ей за то, что она завещала нам новые и, может быть, еще не объясненные экспериментальные факты и вместе с ними новые проблемы, за то, что она служила прогрессу науки в течение своей плодотворной, хотя и краткой жизни.

Все это ясно указывает на то, что наше третье требование не является необходимым: даже та теория, которая ему не удовлетворяет, может внести важный вклад в науку. И все-таки я думаю, что в некотором ином смысле это требование не менее необходимо. (Бор, Крамере и Слэтер справедливо хотели большего, чем просто внести важный вклад в науку.)

Прежде всего, я полагаю, что дальнейший прогресс науки стал бы невозможным, если бы мы достаточно часто не стремились выполнить это требование; поэтому если прогресс науки является непрерывным, и ее рациональность не уменьшается, то нам нужны не только успешные опровержения, но также и позитивные успехи. Это означает, что мы должны достаточно часто создавать теории, из которых вытекают новые предсказания, в частности, предсказания новых результатов, и новые проверяемые следствия, о которых никогда не думали раньше²⁸. Таким новым предсказанием было, например, предсказание того, что при определенных условиях движение планет должно отклоняться от законов Кеплера или что свет, несмотря на свою нулевую массу, оказывается подвержен гравитационному притяжению (эйнштейновское отклонение при затмении). Другим примером является предсказание Дирака, что для каждой элементарной частицы должна существовать

античастица. Новые предсказания такого рода должны не только формулироваться, но, я считаю, они должны также достаточно часто подкрепляться экспериментальными данными, если научный прогресс является непрерывным.

Нам нужны успехи такого рода. Недаром крупные научные теории означали все новые завоевания неизвестного, новые успехи в предсказании того, о чем никогда не думали раньше. Нам нужны такие успехи, как успех Дирака (античастицы которого пережили отбрасывание некоторых других частей его теории) или успех теории мезона Юкавы. Мы нуждаемся в успехе, эмпирическом подкреплении некоторых наших теорий хотя бы для того, чтобы правильно оценить значение удачных и воодушевляющих опровержений (подобных опровержению четности). Мне представляется совершенно очевидным, что только благодаря этим временным успехам наших теорий мы можем с достаточным основанием опровергать определенные части теоретического лабиринта. (Тот факт, что у нас есть для этого достаточные основания, остается необъяснимым для тех, кто принимает точку зрения Дюгема и Куайна.) Непрерывная последовательность опровергнутых теорий вскоре завела бы нас в тупик и отняла всякую надежду: мы потеряли бы ключ к обнаружению тех частей наших теорий, или нашего исходного знания, которым мы могли бы приписать вину за провал этих теорий.

XX

Ранее я считал, что наука остановилась бы в своем развитии и потеряла свой эмпирический характер, если бы она перестала получать опровержения. Теперь мы видим, что по очень похожим причинам наука должна была бы остановиться в своем развитии и потерять свой эмпирический характер, если бы она перестала получать также и верификации новых предсказаний, т.е. если бы мы могли создавать только такие теории, которые выполняли бы два первых наших требования и не выполняли третье. Допустим, нам удалось создать непрерыв-

ную последовательность объяснительных теорий, каждая из которых объясняет все факты в своей области, включая те, которые опровергли ее предшественниц; каждая из этих теорий независимо проверяема благодаря предсказанию новых результатов, однако каждая теория сразу же опровергается, как только эти предсказания подвергаются проверке. Таким образом, каждая теория в такой последовательности удовлетворяет первым двум требованиям, но не удовлетворяет третьему.

Я утверждаю, что в этом случае мы должны были бы почувствовать, что создали последовательность таких теорий, которые, несмотря на возрастающую степень проверяемости, являются ad hoc и нисколько не приближают нас к истине. Действительно, такое чувство было бы вполне оправданным: вся эта последовательность теорий вполне может оказаться последовательностью теорий ad hoc. Если согласиться с тем, что теория может быть теорией ad hoc, если она не является независимо проверяемой экспериментами нового рода, а только объясняет ранее известные факты, в том числе и те, которые опровергли ее предшественниц, то ясно, что сама по себе независимая проверяемость теории не может гарантировать, что она не является теорией ad hoc. Это становится еще более ясным, если заметить, что любую теорию ad hoc можно посредством тривиальной уловки сделать независимо проверяемой, если при этом не требовать, чтобы она выдержала эти независимые проверки: нужно лишь тем или иным образом связать ее (конъюнктивно) с любым проверяемым, но еще не проверенным фантастическим предсказанием ad hoc события, которое, по нашему мнению (или по мнению писателя-фантаста), может произойти.

Таким образом, наше третье требование, подобно второму, нужно для того, чтобы устранить тривиальные теории и теории ad hoc ¹⁹. Однако оно необходимо и по более серьезным причинам.

Я думаю, мы вправе ожидать и надеяться на то, что даже самые лучшие наши теории будут со временем превзойдены и заменены еще лучшими теориями (хотя в то же время мы мо-

жем чувствовать потребность в поддержании нашей веры в то, что мы способствуем прогрессу). Однако отсюда вовсе не следует, будто мы стремимся создавать теории таким образом, чтобы они были превзойдены.

Наша цель как ученых состоит в открытии истины относительно наших проблем, и наши теории мы должны рассматривать как серьезные попытки найти истину. Если даже они не истинны, они могут быть по крайней мере важными ступеньками на пути к истине, инструментами для последующих открытий. Однако это не означает, что мы можем рассматривать их лишь как ступеньки, лишь как инструменты, ибо это означало бы отказ от рассмотрения их как инструментов теоретических открытий и вынуждало бы смотреть на них только как на инструменты, пригодные для некоторых прагматических целей и целей наблюдения. Мне кажется, такой подход не был бы успешным даже с прагматистской точки зрения: если мы считаем наши теории только ступеньками, то большинство из них не смогло бы быть даже хорошими ступеньками. Таким образом, мы не должны стремиться к построению только таких теорий, которые были бы лишь инструментами для исследования фактов, а должны пытаться найти подлинные объяснительные теории: мы должны делать действительные догадки относительно структуры мира. Короче говоря, мы не должны довольствоваться только выполнением наших первых двух требований.

Конечно, выполнение третьего требования не в нашей воле. Никакая изобретательность не может обеспечить построения успешной теории. Нам нужна также удача, и математическая структура мира, который мы описываем, не должна быть настолько сложной, чтобы сделать невозможным научный прогресс. В самом деле, если бы мы перестали двигаться по пути прогресса в смысле нашего третьего требования, т.е. если бы мы достигали успеха только в опровержении наших теорий и не получали некоторых верификаций предсказаний нового рода, то мы вполне могли бы решить, что наши научные проблемы стали слишком трудны для нас, ибо структура мира

(если она вообще существует) превосходит нашу способность понимания. Но даже в этом случае мы могли бы продолжать в течение некоторого времени заниматься построением теорий, их критикой и фальсификацией: рациональная сторона научного метода в продолжение определенного времени могла бы функционировать. Однако я думаю, что вскоре мы должны будем почувствовать, что для функционирования эмпирической стороны науки существенны оба вида успеха: как успех в опровержении наших теорий, так и успешное сопротивление по крайней мере некоторых наших теорий самым решительным попыткам опровергнуть их.

XXI

В связи со сказанным могут возразить, что это только хороший психологический совет в отношении позиции, которую должен занять ученый (но это их частный вопрос), и что подлинная теория научного метода должна была бы привести в поддержку нашего третьего требования логические или методологические аргументы. Вместо апелляции к умонастроению или к психологии ученого наша теория науки должна была бы объяснить его позицию и его психологию посредством анализа логики той ситуации, в которой он находится. Действительно, для нашей теории метода здесь имеется проблема.

Я принимаю этот вызов и в поддержку своей точки зрения приведу три основания: первое, опирающееся на понятие истины; второе, опирающееся на понятие приближения к истине (понятие правдоподобности); и третье, исходящее из нашей старой идеи независимых и решающих проверок.

(1) Первое основание в пользу важности третьего требования состоит в следующем. Мы знаем, что если бы мы имели независимо проверяемую теорию, которая была бы — более того — истинной, то она дала бы нам успешные предсказания (и только успешные). Поэтому хотя успешные предсказания не являются достаточными условиями истинности некоторой теории, они представляют собой по крайней мере необходимые условия истинности неза-

висимо проверяемой теории. В этом, и только в этом, смысле наше третье требование можно назвать «необходимым», если мы всерьез принимаем идею истины в качестве регулятивной идеи.

(2) Второе основание: если наша цель состоит в увеличении правдоподобности наших теорий или в стремлении приблизиться к истине, то мы должны стремиться не только уменьшить ложное содержание наших теорий, но и увеличить их истинное содержание.

По-видимому, в определенных случаях этого можно добиться просто путем построения новой теории так, чтобы опровержения старой теории получили в ней объяснение («спасение феноменов» при опровержении). Однако существуют и другие примеры научного прогресса, которые показывают, что такой путь возрастания истинного содержания не является единственным.

Я имею в виду случаи, в которых нет опровержения. Ни теория Кеплера, ни теория Галилея не были опровергнуты до появления теории Ньютона: последний лишь пытался объяснить их, исходя из более общих предположений, и таким образом объединить две ранее не связанные области исследования. То же самое можно сказать о многих других теориях: система Птолемея не была опровергнута к тому времени, когда Коперник создал свою систему; и, хотя приводящий в смущение эксперимент Майкельсона—Морли был поставлен до Эйнштейна, он был успешно объяснен Лоренцем и Фитцджеральдом.

В случаях, подобных приведенным, важнейшее значение приобретают решающие эксперименты. У нас нет оснований считать новую теорию лучше старой, т.е. верить в то, что она ближе к истине, до тех пор, пока мы не вывели из этой теории новых предсказаний, которые не были получены из старой теории (фазы Венеры, возмущения в движении планет, эквивалентность энергии и массы), и пока мы не обнаружили успешность таких предсказаний. Только такой успех показывает, что новая теория имеет истинные следствия (т.е. истинное

содержание) там, где старые теории давали ложные следствия (т.е. имели ложное содержание).

Если бы новая теория была опровергнута в каком-либо из этих решающих экспериментов, то у нас не было бы оснований для устранения старой теории, даже если бы старая теория была не вполне удовлетворительной. (Как это и случилось с новой теорией Бора, Крамерса и Слэтера.)

Во всех этих важных случаях новая теория нужна нам для того, чтобы обнаружить, в чем именно была неудовлетворительна старая теория. По-видимому, ситуация будет иной, если неудовлетворительность старой теории обнаружилась до появления новой теории. Однако логически эта ситуация достаточно близка другим случаям, когда новая теория, приводящая к новым решающим экспериментам (эйнштейновское уравнение, связывающее массу и энергию), считается превосходящей ту теорию, которая способна была лишь спасти известные явления (теория Лоренца—Фитцджеральда).

(3) Аналогичное утверждение, подчеркивающее важность решающих проверок, можно высказать, не апеллируя к стремлению увеличить степень правдоподобности теории и опираясь лишь на мой старый аргумент — на потребность сделать проверки наших объяснений независимыми³⁰. Потребность в этом есть результат роста знания — результат включения того, что было новым и проблематичным, в наше исходное знание, что постепенно приводит, как мы уже отмечали, к потере объяснительной силы нашими теориями.

Таковы мои основные аргументы.

XXII

Наше третье требование можно разделить на две части: во-первых, от хорошей теории мы требуем, чтобы она была успешной в некоторых новых предсказаниях; во-вторых, мы требуем, чтобы она не была опровергнута слишком скоро, т.е. прежде, чем она добьется явного успеха. Оба требования звучат довольно странно. Первое — потому, что логическое взаи-

моотношение между теорией и любым подкрепляющим ее свидетельством, по-видимому, не может зависеть от вопроса, предшествует или нет по времени теория свидетельству. Второе — потому, что если уж теория обречена на опровержение, то ее внутренняя ценность едва ли может зависеть от того, что ее опровержение откладывается на некоторое время.

Наше объяснение этой несколько смущающей трудности является весьма простым: успешные новые предсказания, которых мы требуем от новой теории, тождественны решающим проверкам, которые она должна выдержать для того, чтобы доказать свою ценность и получить признание как шаг вперед по сравнению со своими предшественницами. И это показывает, что она заслуживает дальнейших экспериментальных проверок, которые со временем могут привести к ее опровержению.

Однако эта трудность едва ли может быть разрешена индуктивистской методологией. Поэтому неудивительно, что такие индуктивисты, как Кейнс, утверждали, что ценность предсказаний (в смысле фактов, выведенных из теории и ранее неизвестных) является воображаемой. И действительно, если бы ценность теории заключалась только в ее отношении к фактическому базису, то с логической точки зрения было бы не важно, предшествуют ли ей во времени поддерживающие ее свидетельства или появляются после ее изобретения. Аналогичным образом великие создатели гипотетического метода обычно использовали фразу «спасение феноменов» для выражения требования, согласно которому теория должна объяснять известный опыт. Идея успешного нового предсказания — новых результатов, — по-видимому, является более поздней идеей по совершенно очевидным причинам. Я не знаю, когда и кем она была высказана в первый раз, однако различие между предсказанием известных эффектов и предсказанием новых эффектов едва ли было выражено явно. Но мне эта идея представляется совершенно необходимой частью той эпистемологии, которая рассматривает науку как прогрессирующую ко все более хорошим объяснительным теориям, т.е. создаю-

щую не просто хорошие инструменты исследования, но подлинные объяснения.

Возражение Кейнса (утверждающего, что исторически случайно, обнаружено ли подтверждающее свидетельство до того, как выдвинута теория, или после ее выдвижения, что придает ему статус предсказания) упускает из виду тот важный факт, что мы учимся наблюдать, т.е. учимся ставить вопросы, приводящие нас к наблюдениям и к интерпретации этих наблюдений только благодаря нашим теориям. Именно таким путем растет наше эмпирическое знание. И поставленные вопросы являются, как правило, решающими вопросами, которые приводят к ответам, влияющим на выбор между конкурирующими теориями. Мой тезис состоит в том, что рост нашего знания, способ нашего выбора теорий в определенной проблемной ситуации — вот что делает науку рациональной. Идея роста знания и идея проблемной ситуации являются, по крайней мере отчасти, историческими. Это объясняет, почему другая частично историческая идея — идея подлинного предсказания факта (оно может относиться и к фактам прошлого), не известного до выдвижения теории, — возможно, играет в этом отношении важную роль, и почему кажущийся несущественным временной момент может сделаться важным³¹.

Теперь я кратко суммирую наши результаты относительно эпистемологических концепций двух групп философов, которые я здесь рассматривал, — верификационистов и фальсифи-кационистов.

В то время как верификационисты или индуктивисты тщетно пытаются показать, что научные убеждения можно оправдать или по крайней мере обосновать в качестве вероятных (и своими неудачами поощряют отступление к иррационализму), наша группа обнаружила, что мы даже и не стремимся к высоковероятным теориям. Приравнивая рациональность к критической позиции, мы ищем теорий, которые, хотя и терпят крушение, все-таки идут дальше своих предшественниц, а это означает, что они могут быть более строго проверены и противостоять некоторым новым проверкам. И в то время как

верификационисты тщетно ищут эффективные позитивные аргументы в поддержку своей концепции, мы видим рациональность нашей теории в том, что мы выбрали ее как лучшую по сравнению с ее предшественницами и она может быть подвергнута более строгим проверкам; если нам повезет, то она даже может выдержать эти проверки, и потому она, возможно, ближе к истине.