Стивен Вайнберг - Всё ещё неизвестная Вселенная. Мысли о физике, искусстве и кризисе науке

Творческое использование математики в научных теориях началось в эллинистическую эру и продолжилось в греческой части Римской империи. Примерно в 150 г. н. э. Клавдий Птолемей доработал математическую теорию видимого движения планет, и теперь она довольно хорошо описывала результаты наблюдений. (В простейшей версии теории Птолемея планеты двигались по окружностям, названным эпициклами, центры которых перемещались по окружностям большего диаметра вокруг Земли.) С учетом современных знаний подобное совпадение не удивительно, поскольку в этой простейшей версии теория Птолемея позволяет получить в точности те же траектории видимого движения Солнца, Луны и планет, что и в рамках простейшей версии более поздней теории Коперника. Тем не менее на протяжении 1500 лет продолжалась дискуссия между последователями Птолемея, которых называли астрономами или математиками, и сторонниками Аристотеля, которых часто называли физиками. Птолемей ошибался насчет реального движения в Солнечной системе, но был прав относительно необходимости количественного согласия теории и результатов наблюдений.

Одним из величайших достижений научной революции XVI–XVII вв. стало установление современной связи между математикой и наукой. Математика высоко ценилась пифагорейцами, но только как форма нумерологии, и Платоном, но только как модель чисто дедуктивной науки, которая, как показал опыт, не работает. Современная связь между математикой и естественными науками была описана в 1690 г. Христианом Гюйгенсом в предисловии к его «Трактату о свете»:

Доказательства, приводимые в этом трактате, отнюдь не обладают той же достоверностью, как геометрические доказательства, и даже весьма сильно от них отличаются, так как в то время, когда геометры доказывают свои предложения с помощью достоверных и неоспоримых принципов, в данном случае принципы подтверждаются при помощи получаемых из них выводов; природа изучаемого вопроса не допускает, чтобы это происходило иначе [55] Цит. по: Гюйгенс Х. Трактат о свете, в котором объяснены причины того, что с ним происходит при отражении и при преломлении, в частности при странном преломлении исландского кристалла / Пер. с фр.; Под ред. и с прим. В.К. Фредерикса. — Изд. 2-е. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. — (Классики науки.) — Прим. пер. [56] Цит. по: Гюйгенс Х. Трактат о свете, в котором объяснены причины того, что с ним происходит при отражении и при преломлении, в частности при странном преломлении исландского кристалла / Пер. с фр.; Под ред. и с прим. В. К. Фредерикса. Изд. 2-е. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. — (Классики науки.) .

Примечательно не то, что Гюйгенс понимал это, но то, что даже на исходе XVII в. нужно было специально оговаривать эту ситуацию.

Аристотель не видел необходимости в эксперименте — искусственном выстраивании обстоятельств, раскрывающих нам больше, чем естественный ход вещей. Можно предположить, что такое отношение было следствием его представлений о существовании принципиальных отличий между естественным и искусственным, согласно которым только естественный мир достоин изучения. Как и Платон, Аристотель считал, что понять вещи можно, только зная их предназначение. Подобные идеи мешали развитию методологии исследования мира.

Такое мнение об Аристотеле и его последователях — именно тот тип рассуждений о прошлом, которые проводятся с оглядкой на современность и часто осуждаются некоторыми историками. К примеру, выдающийся историк науки, покойный Дэвид Линдберг, говорил, что «нечестно и бессмысленно рассуждать об успехах Аристотеля по тому, насколько его идеи предвосхищали современную науку (как будто его целью было ответить на наши вопросы, а не на его собственные)» [57] David C. Lindberg, The Beginnings of Modern Science (Chicago: University of Chicago Press, 1992). . А во втором издании той же работы он написал: «Подходящая мера для любой философской системы или научной теории — это не то, в какой степени они предугадывают современные нам идеи, но то, в какой степени они преуспели в решении философских и научных проблем своего времени».

На мой взгляд, это абсурд. Задача науки не в том, чтобы отвечать на популярные вопросы эпохи, задача науки — в понимании устройства мира. Я не говорю, что мы заранее знаем, какой вариант мировоззрения возможен и удовлетворителен. Поиск такого мировоззрения — это одна из областей приложения науки. Некоторые вопросы (вроде «Из чего состоит наш мир?») — это хорошие вопросы, но ставятся они преждевременно. Никто не смог продвинуться в поиске ответа на этот вопрос до тех пор, пока в конце XVIII в. не появились методы точного измерения атомных весов химических элементов. Точно так же преждевременными оказались усилия, предпринятые Хендриком Лоренцем и другими теоретиками в начале XX в., направленные на объяснение структуры недавно открытого электрона: никому не удалось продвинуться в изучении структуры электрона до тех пор, пока в 1920-х гг. не появилась квантовая механика. Другие вопросы, например «Каково естественное место огня?» или «В чем предназначение Луны?», плохи сами по себе, поскольку они только уводят в сторону от реального понимания устройства мира. Значительная часть времени в истории науки была потрачена на то, чтобы выяснить, какие вопросы стоит задавать, а какие — нет.

Я вовсе не утверждаю, что виговский подход — единственный представляющий интерес подход в истории науки. Даже виговские историки могут заниматься изучением влияния общей культуры на развитие науки и, наоборот, науки на развитие культуры, не задаваясь вопросами о той роли, которую это развитие сыграло для прогресса современного научного знания. К примеру, атомистическая теория Демокрита продемонстрировала, как природа может функционировать без вмешательства богов, и потому веком позже она оказала огромное влияние на эллинистического философа Эпикура, а потом и на римского поэта Лукреция, и это влияние никак не зависело от того, имела ли эта теория хорошее обоснование по современным стандартам (нет, не имела). Аналогично, вы можете обнаружить влияние научной революции на общую культуру в поэзии Эндрю Марвелла. (Я имею в виду вполне конкретную его поэму «Определение любви».) Но влияние также распространялось и в обратном направлении. Социолог Роберт Мертон утверждал, что протестантизм подготовил почву для великих научных свершений XVII в. в Англии. Я не знаю, правда ли это, но мысль интересная.

Однако даже здесь имеется некий виговский элемент. Почему историки науки должны концентрироваться на интеллектуальной среде, скажем, эллинистической Греции или Англии XVII в., если в ней не происходило ничего, что способствовало бы продвижению науки к ее современному состоянию? История науки — это ведь не просто рассказ о хаотично сменявших друг друга интеллектуальных трендах, это история движения к истине. И хотя подобное движение отрицалось Томасом Куном, действующие ученые ощущают его существование. Так что виговская история не просто одна из нескольких интересных интерпретаций истории науки. Эволюция современной науки на протяжении многих веков — это прекрасная часть истории человеческой цивилизации, столь же важная и интересная, как и все остальные.