Array Коллектив авторов - Энергия. Трансформации силы, метаморфозы понятия

Принятие правил интерпретации создает некоторую произвольность внутри системы как целого, допуская в ее рамках некоторую предрасположенность в отборе понятий. Другими словами, произвольные модификации в терминологических соответствиях определенным ощущениям можно компенсировать, соответствующим образом изменяя эпистемологические соотношения, но не отрывая их от материальной реальности. Именно из‐за этой произвольности научные понятия воспринимают как «свободные творения человеческого разума», которые «не однозначно определены внешним миром, как это иногда может показаться» 39 39 Einstein A., Infeld L. The Evolution of Physics. New York: Simon and Schuster, 1938. Р. 33. Рус. пер.: Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. Развитие идей от первоначальных понятий до теории относительности и квантов. М.: Наука, 1965. С. 30. .

Когда наука пытается создать логически последовательную систему мысли, которая бы соответствовала хаотическому разнообразию чувственного опыта, выбор основных понятий определяется – хотя и неоднозначно – их способностью создать базис, на основании которого можно объяснить наблюдаемые факты. Во-первых, сама неожиданная последовательность экспериментов и наблюдений вносит в систему элемент случайности. Как недавно заметил Джеймс Брайант Конант, «кажется ясным, что развитие современных научных идей могло пойти по несколько другому пути, если бы хронологическая последовательность некоторых экспериментальных открытий оказалась иной. В определенной степени эту хронологию можно считать чисто случайной» 40 40 Conant J. B. The Citadel of Learning // Yale Review. 1955. Vol. 45. № 56. . Во-вторых, специфический характер фундаментальных концепций или базисных понятий в некоторой степени определяется общими представлениями, которые, в свою очередь, мотивированы подсознательными мотивами. Важная задача для историка науки – изучить состояние мысли, преобладающее в определенный период, и выделить в нем вненаучные элементы, ответственные за итоговый отбор понятий, которым суждено играть роль фундаментальных в конструируемом понятийном аппарате. Изучая историю науки ретроспективно, часто можно видеть, как на определенном этапе развития физики в целом удовлетворительно использовались (или могли использоваться) альтернативные друг другу понятия.

В качестве иллюстрации приведем важный для нашей темы пример: джайнистскую физику в древнеиндийской философии 41 41 См., например: Zimmer H. Philosophies of India. Bollingen Series XXVI. New York: Pantheon, 1951. . Джайнисты – последователи Джины Махавиры (известен также под именем Вардхамана), старшего современника Будды, – создали реалистичную и релятивистскую концепцию атомистического плюрализма ( anekāntarāda ). В отличие от западной науки, для которой, как мы увидим позже, понятие силы является фундаментальным, в данной системе не существует этого понятия. В джайнистской физике категория ajīva включает материю ( pudgala ), пространство ( akāshā ), движение ( dharma ), покой ( adharma ) и время ( kāla ). Dharma и adharma означают условия движения и покоя. Бесформенные и пассивные, они не порождают движение и не прекращают его – они лишь помогают и способствуют движению или покою, подобно тому как для движения рыб нужна вода, а для покоя предметов – земля, на которой они лежат. «Действие» ( kriya ) и «изменение» ( parināma ) возникают благодаря «времени», при этом оно само по себе не вызывает движение, как это делает понятие силы в западной мысли. Есть и более привычный (хотя и не столь показательный) пример концептуальной схемы, где понятие силы не задействовано. Это, разумеется, декартова физика. Эта система, по крайней мере в том виде, как задумывал ее создатель, основывалась исключительно на геометрических и кинематических представлениях, а также на идее непроницаемости.

Ученый постоянно вынужден пересматривать свою концептуальную схему в силу множества факторов. Если не брать во внимание общекультурные мотивы, которые отсылают нас к конкретным философским, теологическим или политическим идеям, существуют три наиболее важных методологических фактора, требующих пересмотра схем. Во-первых, это результаты новых экспериментов и наблюдений, из которых выводятся новые, ранее неизвестные следствия. Во-вторых, это возможные противоречия в логической сети выводимых понятий и их взаимосвязей. Третьим фактором является поиск наибольшей простоты и элегантности для выражения системы понятий. В большинстве случаев необходимо сочетание двух факторов (а иногда и учет всех трех), чтобы произошла перестройка или фундаментальная смена понятийной структуры. Хорошо известный пример – эксперимент Майкельсона – Морли, который доказал, что скорость света не зависит от движения Земли. Этот феномен был ранее неизвестен и, более того, несовместим с господствовавшей в конце XIX века теорией эфира. Его можно было встроить в эту концептуальную схему с помощью некоторых допущений («лоренцево сокращение длины»), но это серьезно усложнило бы схему и тем самым нарушило принцип простоты. Искусно переосмыслив понятия времени и пространства в рамках частной теории относительности, Эйнштейн, по существу, пересмотрел понятийный аппарат классической механики.

Конечно, не всегда этот аппарат приходится модифицировать столь радикальным способом, как это сделал Эйнштейн. Для историка научных понятий очень важным элементом системы является процесс «переопределения» понятия, который изменяет его статус и положение в логической структуре данной системы. Классический пример такого переопределения можно найти в истории понятия температура . Изначально она считалась качественным выражением ощущения теплоты, а затем стала количественным показателем состояния материи, которое измеряется ртутным термометром по определенной шкале. Когда в ходе дальнейшего развития этого понятия стало очевидно, что «температура» в таком понимании зависит от свойств термометрического вещества, понятие еще раз переосмыслили, введя так называемую «абсолютную» термодинамическую шкалу. Так температура оказалась частью более обширной и понятной сети отношений, став неотъемлемой частью кинетической теории материи. Очевидно, что в результате этого процесса исторически и психологически более позднее понятие (в случае «температуры» – это кинетическая энергия молекулы газа) рассматривается в качестве логически более раннего, более систематичного и более фундаментального.

Понятия, которые ранее считались базовыми, могут в результате переопределения превратиться в производные. Хотя в истории научных понятий это случается не так часто, возможно и обратное: понятие, изначально возникшее как производное, на более позднем этапе, после переопределения другого понятия может быть выбрано в качестве базового. В классической механике скорость обычно считается производным понятием – отношением расстояния s ко времени t или пределом отношения (как в формуле Δ s/ Δ t ). Здесь расстояние и время рассматриваются как базовые понятия. Тем не менее вполне возможно было бы создать непротиворечивую теорию движения, в основе которой лежали бы базовые понятия времени t и скорости v . Скорость бы при этом измеряли напрямую неким аналогом спидометра, а расстояние считали бы производным понятием и вычисляли как произведение скорости и времени s = t · v , или по более общей формуле s = ∫v ∙ Δ t. Современная астрономия, по крайней мере отчасти, последовательно поступает именно так. Связь этих понятий с измерениями материального мира, разумеется, не создает никакого препятствия: как ясно показала теория электромагнетизма, такая связь абсолютно произвольна и может полностью соответствовать понятиям, отобранным в качестве базовых.