Анатолий Ахутин - История принципов физического эксперимента от античности до XVII века

Анализ творчества Галилея, которым завершается работа, должен показать внутреннюю связь экспериментальной деятельности науки Нового времени и тех форм эксперимента, которые мы выделили в древней науке. Работы этого замечательного ученого представляют собой едва ли не единственное во всей истории физики Нового времени свидетельство того, какие глубокие и отвлеченные от прямой задачи размышления и исследования кроются в подоплеке физической теории. И в том, что касается эксперимента, работы Галилея — истинный кладезь сокровищ. В них можно указать все те аспекты, которые мы столь гипотетично пытаемся очертить в научной деятельности предшествующих эпох; кроме того, видно, как изменяется с изменением теоретической установки сам принцип эксперимента, как намечается то самое расщепление науки на две почти целиком самостоятельные области — предметно-экспериментальных исследований и конструктивно-математического теоретизирования,— которое мы наблюдаем теперь в его предельном развитии.

Но каким образом вообще можно сформировать то пусть предварительное понимание эксперимента, которое позволит нам искать его специфические формы в истории древней науки?

Присмотримся повнимательнее к тому, что мы всегда уже подразумеваем, когда говорим об эксперименте.

III

В современной науке можно зайти чрезвычайно далеко в построении абстрактных математических структур, готовых стать основой физической теории. Для фундаментальных теорий именно принципы, касающиеся их математического строения (например, в теоретико-групповом подходе), оказываются наиболее продуктивными и содержательными 4 i . Тем не менее даже в этом случае мы сталкиваемся с проблемой эксперимента по меньшей мере в двух пунктах — так сказать, «на входе» и «на выходе», исходный теоретический конфликт всегда может быть сформулирован (и обычно формулируется) как конфликт теории с экспериментальным результатом, например известные максвелловские эксперименты для классической электродинамики. Развитая же самостоятельно теория должна быть экспериментально интерпретируема и способна предсказывать экспериментальные факты, проверка которых и будет критерием ее предметной истинности (сверх внутренней — формальной — истинности, непротиворечивости) .

Легко установить эти две функции эксперимента: быть источником теоретического конструирования и быть критерием (критиком) истинности теоретических конструкций. Не так сложно провести разграничение между, например, экспериментальной физикой, в которой на основе фундаментальной теории происходит теоретическое освоение различных физических феноменов, и теоретической физикой, в которой предметом испытания могут стать как раз фундаментальные принципы теории. И тем не менее при всей интуитивной ясности дать хотя бы предварительное определение эксперимента оказывается не так-то просто.

Попробуем сначала отчетливей представить себе, что мы обычно имеем в вицу, когда говорим о научном эксперименте. С первого же взгляда можно заметить, что на разных этапах развития научной системы, например, теоретической физики, эксперимент выполняет самые разные функции. В этом многообразии можно, однако, выделить две формы экспериментальной деятельности, образующие как бы два фокуса познавательного цикла.

В начале, когда, как кажется, никакого знания еще нет и его надо получить, непосредственный предметный опыт выступает в качестве прямого источника научного знания — в функции исследовательского эксперимента. Перед экспериментатором предметы, и в эксперименте он должен получить знание о них. Он должен, иными словами, так отобрать их, так разместить, так деформировать, поставить в такие условия, чтобы они обнаружили свою «действительную природу», подлинную форму, присущий им характер поведения, закон существования, взаимодействия, взаимопревращения. На эмпирическом уровне объективное содержание не может быть адекватно выявлено 12 , в эксперименте же ученый формирует из эмпирической предметности собственный объект исследования и имеет в виду получить теоретическое знание о нем.

Когда же, напротив, мы имеем дело с развитой теоретической системой, внутри которой теоретик способен логическим путем выдвигать утверждения, и эти утверждения, следовательно, уже являются теоретически обоснованными знаниями, встает проблема предметной проверки этого знания. Здесь на первый план выдвигается проверочная функция эксперимента. Дело эксперимента — подтвердить или опровергнуть теоретически полученное утверждение. Теоретические конструкты должны быть физически интерпретированы, на основе этой интерпретации должны быть указаны возможные физические события, которые и могут стать предметом экспериментального воспроизведения. Функция проверочного эксперимента поэтому как будто противоположна функции эксперимента исследовательского. Экспериментатор имеет дело с готовым знанием, с теоретическим понятием, и речь идет о том, чтобы испытать это понятие на его предметную истинность.

Фиксируя две эти функции — исследовательскую и проверочную — единой экспериментальной деятельности, можно, по-видимому, выдвинуть следующее предварительное «определение» эксперимента: эксперимент есть преобразование чувственно-данного предмета с целью его объективного (теоретического) понимания и воплощение в наблюдаемых процессах теоретического конструкта с целью' его предметной проверки (ясно, что сама проверка обеспечивается более или менее сложной системой интерпретации) .

Простота этого определения кажущаяся. И не только потому, что здесь опущено много принципиально важных звеньев. При ближайшем рассмотрении каждый шаг, приведший к этому определению, оказывается проблематичным. Когда отсутствует какое бы то ни было теоретическое понятие (знание), невозможно не только правильно интерпретировать результаты исследовательского эксперимента, невозможно вообще его поставить, поскольку неизвестно, какие предметы надо отбирать, как надо их преобразовывать, в какие условия ставить. Теоретическое знание уже должно быть, следовательно, предпослано научному эксперименту, чтобы в нем можно было такое знание получить. А это значит, что невозможен простой переход от предмета к понятию, если предмету так или иначе не предпослано понятие.

Наоборот, в проверочном эксперименте мы хотим предметно обосновать (доказать показом) то, что уже обосновано теоретически, доказано в рамках теоретической системы. Эта проверка, стало быть, ставит под вопрос не только то частное утверждение (предсказание) теории, которое непосредственно испытывается в эксперименте, но и как определенную форму обоснования знания — всю теорию в целом 13 . Если доказанное в теории утверждение оказывается предметно недействительным, затрагиваются сами основы теории, с .которыми это утверждение логически связано.