И Лакатос - Фальсификация и методология научно-исследовательских программ

Внимательно всматриваясь в прошлое и следя за изменениями оценок знаменитого эксперимента, мы можем понять, почему в период между 1881 и 1886 гг. о нем не было даже упоминаний в литературе. Когда французский физик Потье указал Майкельсону на его ошибку в эксперименте 1881 г., Майкельсон решил не сообщать в печать об этом. Причину он объяснил в письме Рэлею в марте 1887 г.: "Я не раз пытался заинтересовать моих ученых друзей этим экспериментом, но без успеха; я никогда не сообщал о замеченной ошибке (мне совестно признаться в этом), потому что я был обескуражен тем, насколько мало внимания привлекла эта работа, и мне казалось, что она не заслуживала этого равнодушия". (248) Между прочим, это письмо было написано в ответ на письмо от Рэлея, обратившего внимание Майкельсона на статью Лоренца. Это письмо стало побудительным импульсом к эксперименту 1887г. Но и после 1887 г., и даже после 1905 г. эксперимент Майкельсона-Морли все же не считался опровержением существования эфира, и к тому были достаточно веские основания. Этим объясняется, почему Нобелевская премия была вручена Майкельсону (1907г.) не за "опровержение теории эфира", а за "создание прецизионных оптических приборов, а. также за спектроскопические и метрологические измерения, выполненные с их помощью", (249) а также почему эксперимент Майкельсона-Морли даже не был упомянут в речи лауреата во время вручения премии. Он также хранил молчание о том, что, хотя вначале он изобрел свой прибор, чтобы измерить скорость света с большой точностью, затем он был вынужден улучшить свои оптические инструменты, чтобы иметь возможность проверки некоторых специальных теорий эфира, а также о том, что "прецизионность" его эксперимента 1887 г. была в основном ответом на теоретическую критику со стороны Лоренца; современная литература, как правило, даже не упоминает об этих обстоятельствах. (250)

Забывают и о том, что даже, если бы эксперимент Майкельсона-Морли показал существование "эфирного ветра", все равно программа Эйнштейна одержала бы победу. Когда Миллер, страстный поборник классической программы эфира, сделал сенсационное заявление о том, что эксперимент Майкельсона-Морли был проведен с небрежностью, и на самом деле эфирный ветер все же имел место, корреспондент журнала "Science" не удержался от восторженного восклицания по поводу того, что "результаты проф. Миллера радикальным образом нокаутировали теорию относительности". (251) Однако, с точки зрения Эйнштейна,* даже если бы выводы Миллера соответствовали действительности, "следовало бы отбросить [только] нынешнюю форму теории относительности". (252) Действительно, Синге отметил, что результаты Миллера, даже если принимать их за чистую монету, не противоречат теории Эйнштейна, противоречит ей только объяснение этих результатов Миллера. Нетрудно заменить вспомогательную теорию твердого тела, использовавшуюся в этих результатах, на новую теорию Гарднера-Синге, и тогда эти результаты полностью согласуются с программой Эйнштейна. (253)

(г2) Эксперименты. Луммера-Прингсгейма

Рассмотрим другой якобы решающий эксперимент. Планк утверждал, что эксперименты Луммера и Прингсгейма, которые "опровергли" законы излучения Вина, Рэлея и Джинса, на рубеже столетия стали истоками - и даже "вызвали к жизни" - квантовую теорию. (254) Но и в этом случае роль экспериментов была гораздо сложнее и во многом соответствовала нашему подходу. Слишком просто было бы сказать, что эксперименты Луммера-Прингсгейма положили конец классической теории, но были адекватно объяснены квантовой физикой. Прежде всего, надо отметить, что первые варианты квантовой теории Эйнштейна имели своим следствием закон Вина и потому были не в меньшей сте-иени опровергнуты экспериментами Луммера-Прингсгейма, чем классическая теория. (255) Далее, для формул Планка предлагались некоторые вполне классические объяснения. Так, на заседании Британской Ассоциации в поддержку научного прогресса в 1913 г. работала специальная секция по излучению, на которой, помимо прочих, присутствовали Джине, Рэлей, Дж. Дж. Томпсон, Лармор, Резерфорд, Брэгг, Пойнтинг, Лоренц, Прингс-гейм и Бор. Прингсгейм и Рэлей были подчеркнуто найтральны по отношению к теоретическим спекуляциям вокруг квантов, но проф. Лав "выступал как приверженец старых концепций и утверждал, что явления излучения можно объяснять без теории квантов. Он критиковал эквипартициональную теорию энергии, на которой покоится квантовая теория. Самые важные данные в пользу квантовой теории - это согласие с экспериментами формулы Планка для излучения черного тела. С математической точки зрения, могут существовать и другие формулы, столь же хорошо согласующиеся с экспериментами. Например, формула, предложенная А. Корном, описывающая результаты измерений в широком диапазоне, так же хорошо совпадает с экспериментальными данными, как и формула Планка. Продолжая отстаивать взгляд, по которому ресурсы обычной теории не исчерпаны, он отметил, что вычисления Лоренца, верные для излучений в тонком слое, могут быть распространены и на другие случаи. Согласно такому подходу, никакое простое аналитическое выражение не может

охватить собой результаты всего диапазона длин волн; вполне возможно, что нет никакой общей формулы, применимой ко всем длинам волн. Поэтому формула Планка может быть всего лишь эмпирической формулой". (256 )

Пример классического объяснения приводит Кэллендэр: "Несовпадение с экспериментом хорошо известной формулы Вина для распределения энергии в полном излучении вполне объяснимо, если допустить, что она выражает только внутреннюю энергию. Как показано лордом Рэлеем, соответствующее значение давления легко получается из принципа Карно. Предложенная мною формула (Phil. Mag., October, 1913) выражает простую сумму давления и плотности энергии и хорошо согласуется с экспериментальными данными как для излучаемой, так и для обычной тепловой энергии. Я бы предпочел ее формуле Планка, помимо прочего, потому, что последняя не может быть согласована с с классической термодинамикой, поскольку опирается на немыслимое понятие "кванта" или неделимой единицы действия. Соответствующая физическая величина в моей теории, которую я в другой своей работе назвал молекулой тепла, не обязана быть неделимой и находится в очень простом отношении с внутренней энергией атома; этого вполне достаточно, чтобы объяснить, почему энергия в особых случаях излучается неделимыми порциями, величина которых всегда кратна некоторой постоянной". (257)

Подобные цитаты, если ими злоупотреблять могут вызвать скуку, однако они, по крайней мере, убеждают в том, что никаких

быстро признаваемых решающих экспериментов нет. Опровержение Луммера и Прингсгейма не устранило классический подход к проблеме излучения. Мы лучше поймем ситуацию, если обратим внимание на то, что первоначальная планковская формула ad hoc, которая подгоняла (и исправляла) данные Луммера и Прингсгейма, (258) могла быть объяснена прогрессивным образом лишь в новой квантовой теоретической программе (259) в то же время ни эта формула, ни ее "полу-эмпи-рические" соперницы не могли найти объяснения в рамках классической программы иначе, чем ценой регрессивного проблемного сдвига. "Прогрессивное" развитие, кроме того. зависело и от "креативного сдвига": замещения статистики Больцмана-Максвелла статистикой Бозе-Эйнштейна (это было сделано Эйнштейном). (260) Прогрессивность нового развития была более чем очевидной: в версии Планка было правильно предсказано значение постоянной Больцмана-Планка, в версии Эйнштейна была предсказана целая серия впечатляющих новых фактов. (261) Но до выдвижения новых, к сожалению ad hoc, вспомогательных гипотез в рамках старой программы, до развертывания новой программы и открытия новых фактов, свидетельствующих о прогрессивном сдвиге проблем в последней, - до всего этого объективное значение экспериментов Луммера-Прингсгейма было весьма ограниченным.