Принцип наблюдаемостиНаш язык мудр: между выражениями "я убежден" и "я убедился" -большая разница. К. Чапек Принцип наблюдаемости требует, чтобы в науку вводились не умозрительные, а наблюдаемые величины. Считается, что в науку опасно вводить умозрительные понятия, основанные только на повседневном опыте. Еще Г. Галилей призывал меньше доверять чувствам, которые легко могут нас обмануть, а стараться, рассуждая, подтвердить предположение или разоблачить его обманчивость. Наблюдаемым считается объект, который поддается измерению. Наблюдаемость, таким образом, сводится к измеряемости. В физике требование наблюдаемости вводимых понятий утвердилось лишь на рубеже XIX и XX вв. Например, еще в конце XIX в. А. Пуанкаре подчеркивал необходимость введения понятия времени, которое было бы основано на эксперименте. В 1905 г. А. Эйнштейн проанализировал понятие одновременности. Его интересовало, как проверить одновременность, абсолютна она или относительна, изменяется ли она в движущейся системе координат или нет. Оказалось, что одновременность относительна, а не абсолютна, как считалось до этого. Такой вывод был сделан в результате последовательно примененного принципа наблюдаемости. Огромную роль принципа наблюдаемости сыграл и при анализе физического смысла квантовой теории. По этому поводу П. Дирак писал, что наука имеет дело только с наблюдаемыми величинами, и мы можем наблюдать объект только в том случае, если дадим ему провзаимодействовать с чем-то внешним по отношению к нему. На наблюдаемость проверили координаты и скорость микрочастицы, и оказалось, что они одновременно не могут быть определены в принципе. В. Гейзенберг выдвинул идею, согласно которой не нужно говорить о том, что все равно нельзя измерить. Суть этой идеи можно интерпретировать следующим образом: любые теоретические построения или понятия должны быть такими, чтобы выводы из них (или следствия) можно было бы сравнивать с результатами опыта. Таким образом, существует точка зрения, что любое используемое в науке понятие имеет смысл лишь тогда, когда ему можно сопоставить некоторую измерительную процедуру, т.е измерить. Все объяснения природы, которые являются результатом научной деятельности, основаны на наблюдениях за поведением измеряемых параметров. Этот подход называют операционной точкой зрения или операционализмом. При таком подходе проще и удобнее анализировать результаты исследований, устанавливать научную строгость и точность исходных предположений и выводов. Операционное определение дать достаточно просто: надо только объяснить, как эта величина может быть измерена и какие способы измерения в каких условиях выбирать. С этой точки зрения объектом исследования физики является то, что можно зарегистрировать физическими приборами. Мышление или эмоции не могут быть (пока?) зарегистрированы приборами, и поэтому к объектам физики не относятся. Но с таким подходом согласны не все исследователи. Дело в том, что в физике имеются не только понятия, допускающие непосредственную эмпирическую интерпретацию, но и абстрактные теоретические конструкции, непосредственно не связанные с опытом. Р. Фейнман считал, что науку можно создавать не только из тех понятий, которые непосредственно связаны с опытом. Он говорил, что в теории можно использовать все что угодно при условии, что ее следствия можно будет сравнить с экспериментом. Идея или понятие, которые невозможно прямо связать с опытом или измерить, могут быть полезными, а могут быть бесполезными. О них можно сказать, что они не обязаны присутствовать в теории. Ценность теории - в ее способности предвидеть, т.е. сообщать, что случится в опыте, который прежде никогда не ставился. Это делается примерно так. Сначала полагают, что независимо от опыта известно, что произойдет в результате его постановки. Затем экстраполируют опыт, распространяя его в область, в которой он не ставился, т.е. расширяют представления до пределов, в которых они никогда не проверялись. Если этого не сделано, то никакого предсказания нет. Единственный способ обнаружить, в чем мы ошибаемся, это понять, в чем состоят наши предсказания. Так что без умственных построений не обойтись. В связи с этим А. Эйнштейн говорил, что только теория может установить, что можно наблюдать, а что нельзя, и поэтому надо разрешать теоретику фантазировать, так как иной дороги к идеям нет. Но при этом опыт всегда остается единственным судьей математического построения в физике.
|