Естествознание

В науках о природе мы имеем дело с законами. Когда мы формулируем закон, мы утверждаем, что между некоторыми событиями существует связь особого рода. Во-первых, это связь необходимая, во-вторых, связь причинная, в-третьих, связь всеобщая. Попробуем разобраться в этом.

Раздел 2. Системы знания 211

Что такое необходимые и причинные связи

Необходимая связь означает, что если имеет место одно явление, то обязательно есть и другое. С такого рода связями мы сталкиваемся на каждом шагу. Если бы в окружающем нас мире не было такого рода зависимостей, мы не могли бы жить и действовать, так как совершенно не могли бы ориентироваться в том, что вокруг нас. Так, например, мы знаем, что за осенью необходимо следует зима, а за зимою весна. Мы знаем, что если листья на дереве пожелтели, то скоро они опадут, что если наблюдается красный закат и ветер, завтра будет плохая погода.

Причинная связь — это уже нечто большее. В этом случае одно событие не просто необходимо связано с другим, а вызывает, порождает, причиняет другое. Попадание молнии в дом — это причина пожара. Метко выпущенная охотником стрела — причина смерти животного, на которое он охотился. Тот факт, что ваш товарищ плохо занимался, не готовил уроков — причина его провала на экзамене. Мы совершаем какие-то действия именно потому, что знаем: эти действия вызывают желательные для нас последствия. Представьте себе мир, в котором не существует причинных зависимостей. В таком мире мы не знали бы, что делать. Ибо любое наше действие могло бы иметь самые неожиданные результаты. Например, мы бросаем камень в воду. Вместо того, чтобы, описав определенную траекторию, достичь поверхности воды, вызвать на этой поверхности расходящиеся круги и затем затонуть, камень вдруг останавливается в своем движении, резко увеличивается в размере и начинает двигаться в обратном направлении, затем падает рядом с нами и при этом взрывается. Ясно, что в таком непредсказуемом и абсолютно неконтролируемом мире мы не могли бы жить.

Законы науки

Причинные зависимости, выражаемые законами науки, отличаются тем, что имеют всеобщий характер. Закон науки относится не к отдельному случаю, а ко всем случаям определенного рода. Так, например, в любых условиях, в любой точке пространства и в любой момент времени, если на тело воздействует внешняя сила, она будет сообщать этому телу ускорение, обратно пропорциональное массе этого тела. Всегда, при всех условиях будут выживать те виды растений и животных, которые в наибольшей степени приспособлены к условиям окружающей их среды. Законы науки часто выражаются в математической форме. Так, например, в формулировке закона всемирного тяготения не просто утверждается, что два любых тела причинно воздействуют друг на друга, в результате чего они притягиваются друг к другу, но говорится о том, что сила этого притяжения прямо пропорциональна произведению масс двух тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Многие ученые и философы считали, что все законы науки могут и должны быть выражены

212 Часть III. Человеческое познание. Пропедевтика

в математической точной форме, что математика является универсальным языком, на котором разговаривает наука. Наука, согласно этой точке зрения, имеет дело с измеримыми величинами. Причинная зависимость этих величин может быть выражена только в математической форме.

Научная теория

Однако научное знание вовсе не есть набор некоторой совокупности независимых друг от друга законов. Между разными законами можно установить логические связи. Если вы знаете три закона механики и закон всемирного тяготения, вы можете из этого знания, используя правила логики и математики, чисто дедуктивным (вне-опытным) путем вывести ряд интересных следствий. Ваши действия в этом случае будут очень похожи на то, что вы делаете в математике, в частности, в геометрии, когда выводите множество теорем из небольшого количества аксиом и постулатов. Когда Ньютон формулировал основы классической механики, именно тот способ изложения научного знания, который был осуществлен в геометрии Эвклида, служил для него идеалом. Система научного знания, состоящая из всеобщих утверждений (законов), между которыми выявлены логические связи, в частности, выявлены исходные и логически производные утверждения, называется научной теорией.Мы говорим о теории классической механики Ньютона, о теории относительности Эйнштейна, о дарвиновской теории происхождения и развития видов.

Обратим, однако, внимание на то, что исходные утверждения теории в науках о природе и аксиомы и постулаты математической теории существенно различаются. Мы уже говорили о том, что связь между аксиомами математики и опытом не очень ясна, и если она даже есть, то является очень сложной. Недаром большинство математиков и философов считали математическое знание априорным. Между тем, исходные положения естественнонаучной теории описывают те зависимости, которые встречаются в опыте и только в опыте могут быть обоснованы. Так, например, один из законов механики утверждает, что действие равно противодействию. Ясно, что если бы опыт противоречил этому утверждению, мы должны были бы отказаться от него. Ньютон подчеркивал, что, хотя он в качестве образца изложения научной теории имел в виду геометрию Эвклида, исходные утверждения его теории (законы механики) были получены в результате обобщенияданных опыта, в частности, с помощью логического приема, называемого индукцией.

Как возможно обобщение опыта

Попробуем посмотреть более внимательно на то, каким образом можно обобщать опыт. Например, мы можем наблюдать множество разных людей. Все они очень непохожи друг на друга. Одни из них высокие, другие маленького роста, одни из них толстые, другие худые,

Раздел 2. Системы знания_________________________________________ 213

одни из них брюнеты, другие блондины, одни из них русские, другие украинцы, грузины, немцы, китайцы и т. д., одни из них мужчины, другие женщины. Перечислять, чем одни люди отличаются друг от друга, можно очень долго. Мы однако пользуемся понятиями «человек», «люди», имея в виду не то, чем один человек отличается от другого, а то, что является общим для всех них (например, то, что все люди имеют похожую форму тела, ходят на двух ногах, используют руки для работы, говорят, трудятся и т.д.). Приведем другой пример. Каким образом мы приходим к тому общему знанию, которое содержится в понятии «стул»? Нам приходилось наблюдать множество очень различных предметов, которые играют в нашей жизни роль стула. Первоначально мы пришли к выводу, что каждый стул обязательно должен иметь четыре ножки. Потом мы встретили стулья с тремя ножками, а затем такие, у которых ножки вообще отсутствовали и были заменены своеобразными изогнутыми трубками, опиравшимися о пол (некоторые дизайнеры считают стул такого рода очень современным и модным). Так мы пришли к выводу о том, что понятие «стул» предполагает лишь наличие сиденья, спинки и какой-то опоры, находящейся между сиденьем и полом или иной поверхностью, на которой стоит стул. Будет ли стул иметь ножки и будет ли этих ножек четыре, три или две, будет ли его спинка находиться под прямым углом к сиденью, будет ли он сделан из дерева, металла или пластмассы, будет ли он черным, белым, красным, коричневым и т. д. — все это не входит в общее понятие стула, а относится лишь к некоторого рода стульям.

Попробуем в схематической форме выразить ту логическую процедуру, которая позволяет нам выработать общее знание о разных предметах. Например, в нашем опыте встречаются предметы с разными признаками (в отношении стульев это были бы, например, такого рода признаки, как «иметь сиденье», «иметь спинку», «иметь ножки», «быть белого цвета», «быть изготовленным из дерева» и т.д.). Допустим, что первый предмет обладает признаками: а, Ь, с, d, e, f, g, h. Второй — признаками: а, Ь, с, d, e, f, i, k. Третий — признаками: а, Ь, с, d, e, l, m, n. Четвертый — признаками: а, Ь, с, d, m, o, p, r. Пятый — признаками: а, Ь, с, f, g, 1, г, s. Если мы сталкивались в нашем опыте только с первыми тремя предметами,- мы можем прийти к выводу, что для всех предметов этого рода общими являются признаки а, Ь, с, d, e. Однако расширение нашего опыта (вспомните пример с понятием «стул») заставляет нас ограничить общее понятие только признаками а, Ь, с. Таким образом, обобщение опыта состоит в отбрасывании тех признаков, которые отличают разные предметы друг от друга и в удержании только тех признаков, которые являются для них общими. При этом ясно, что чем более обширным является наш опыт, чем больше различных случаев мы изучаем, тем больше у нас уверенности в том, что сформулированное нами общее понятие действительно относится ко всем предметам данного рода.

Похожим образом можно представить обобщение причинных зависимостей, наблюдаемых нами в опыте.

214 Часть III. Человеческое познание. Пропедевтика

Допустим, что однажды человек наблюдал сочетание событий А (дождь), В (ночь), С (ветер), D (удар молнии). Затем он наблюдал событие L — загорание дома. В другой раз дело было днем, сильного ветра не было. Были лишь дождь и удар молнии (т. е. события А и D). Загорелся другой дом (событие L). Однажды ночью (В) случились дождь (А), ветер (С). Удара молнии, однако, не было. Ничего не загорелось. И совсем необычное явление пришлось видеть однажды. Днем на небе собрались большие темные тучи. Дождя, однако, не было. Вдруг сверкнула молния (D). Загорелось дерево, которое стояло неподалеку от дома (L). Обобщая результаты своих наблюдений, человек пришел к выводу: всякий раз, когда молния попадает в какой-то деревянный предмет, он загорается. Схематически это может быть выражено так: когда несколько событий предшествуют другому (L), только то из предшествующих событий (в нашем случае D), которое повторяется постоянно и неизменно, может быть причиной последующего события.

Таким образом, и в случае этого вывода (который называется индуктивным), чем более обширен и разнообразен наш опыт (т. е. чем больше случаев мы наблюдаем и чем более различаются события, предшествующие тому или иному следствию), тем больше мы можем быть уверены в том, что между одним и другим событием существует всеобщая и необходимая причинная связь. Многие философы и ученые считали, что именно таким индуктивным путем устанавливаются законы науки. Индукция, таким образом, применяется и в обычной жизни (все наши житейские обобщения относительно причинных связей окружающей нас природы и относительно поведения других людей), и в научном мышлении. Ученый с этой точки зрения отличается от обычного человека только тем, что действует более последовательно и логически строго.

Являются ли законы науки индуктивными обобщениями?

Обратим, однако, внимание на некоторые особенности мышления в естественных науках, которые противоречат такому представлению.

Каждый закон науки выражает всеобщую и необходимую причинную зависимость. Мы знаем, что, если законы науки установлены действительно научным образом, они не могут быть отменены. Правда, наши представления о сфере их действия могут измениться вместе с расширением нашего опыта (мы говорили об этом в предыдущем разделе на примере закона механики / = та). Но в той области, в которой эти законы были установлены на опыте, никакой последующий опыт не отменяет их действия. Между тем, когда мы пытаемся индуктивно установить причинные зависимости, наблюдая повторяемость предшествовавших и последующих событий, у нас никогда не может быть уверенности в том, что мы действительно напали на всеобщую причинную связь.

Представьте себе курицу, которая живет в тепле и довольстве в своем курятнике. У нее добрый хозяин, который каждый день приносит ей

Раздел 2. Системы знания 215

вкусную (по ее куриным представлениям) пищу. В соответствии с правилами индукции, курица должна была бы сделать такой вывод. Всякий раз, когда появляется хозяин, он дает пищу. Значит, появление хозяина — это причина появления пищи. Но вот в один далеко не прекрасный для курицы день хозяин появился не с корзинкой, наполненной едой, а с большим острым ножом. Оказывается, он откармливал курицу только для того, чтобы зарезать ее к рождественским праздникам. Индуктивное обобщение, которое оправдывалось предшествующим опытом, оказалось совершенно несостоятельным. Подобное может в принципе случиться с любым индуктивным обобщением. Как говорят, «после этого не значит вследствие этого». Однако мы уверены в том, что ничего такого не может произойти с теми обобщениями опыта, которые выражены в законах науки.

Обратим внимание и на другой факт, разительно отличающий простые индуктивные обобщения от тех, которые зафиксированы в законах науки. Индуктивное обобщение предполагает множество случаев. Чем больше этих случаев и чем более они разнообразны, тем лучше. Между тем, формулирование всеобщей причинной зависимости, обнаруженной в эксперименте, вовсе не связано с большим количеством повторений. Если эксперимент проводится правильно (что это означает, мы узнаем немного позже), то иногда достаточно всего лишь нескольких таких экспериментов для того, чтобы можно было уверенно формулировать некоторую общую зависимость.

А вот еще одна важная особенность, отличающая обобщения, выражаемые в законах науки, от тех, к которым мы приходим на основании простой индукции.

Возьмем для примера одно из основоположений классической механики, которое называется законом инерции. Вы помните, что согласно этому закону, всякое тело, на которое не действует внешняя ему сила, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного и бесконечного движения. Но разве можно прийти к формулировке этого закона на основании индуктивного обобщения данных опыта? Где это вы видели, чтобы тело само по себе, без всякого внешнего воздействия двигалось, тем более прямолинейно, равномерно и бесконечно? Если уж индуктивно обобщать то, что мы действительно наблюдаем в опыте, мы, скорее, должны прийти к совершенно другому утверждению: всякое тело движется только до тех пор, пока на него воздействует внешняя ему сила. Как только это воздействие прекращается, прекращается и движение. Что касается траектории движения этого тела, то она может быть какой угодно, но только не прямолинейной. Примерно так рассуждал великий ученый и философ древности Аристотель, когда он формулировал основные законы своей теории механического движения. Законы механики в понимании Аристотеля как раз и являются индуктивными обобщениями данных опыта. Эти законы, как мы видим, противоречат законам классической механики Ньютона. Но тогда возникает естественный вопрос: а в каком же отношении к опыту находятся законы ньютоновской механики?

216 Часть III. Человеческое познание. Пропедевтика

Почему важно различать явление и сущность

Это можно понять в том случае, если мы учтем, что для современного научного мышления характерно противопоставление «явления», т. е. того, что мы непосредственно наблюдаем в нашем обычном опыте, и «сути», или «сущности» вещей, т. е. таких процессов, которые очень сложно, а иногда и невозможно прямо наблюдать, но от которых зависит то, что дано в нашем опыте. Попробуем разобраться в этом.

Представьте себе, что вы сели в поезд. Как только поезд двинулся, все предметы за его окном пришли в движение. Вы однако понимаете, что в действительности движутся не предметы за окном, а ваш поезд. Ибо вы знаете, что все, что находится за окном, довольно прочно прикреплено к земле и не может двигаться. Значит, видимость движения этих предметов связана с движением поезда. (Между прочим, если бы предметы за окном могли двигаться так же свободно и в таком же ритме, как ваш поезд, вы не могли бы определить, что именно пришло в движение: то, что за окном, или вы вместе с поездом.) Вы много раз стояли на платформе и наблюдали проносящиеся мимо вас составы. Поэтому вам несложно представить себе, как выглядит с точки зрения постороннего наблюдателя движущийся поезд, в котором вы находитесь. Итак, в данном случае, «явление» для вас — это движение предметов за окном поезда, а реальная «суть» дела — движение поезда. Для того, чтобы перейти от «явления» к «сути», достаточно выйти из вагона, встать на платформу и наблюдать за движением состава. Сделать это нетрудно.

Но вот более сложный случай. Каждый из нас ежедневно наблюдает движение Солнца и каждую ночь видит движение звезд по небосклону. В результате индуктивных обобщений ученые-астрономы составили траектории этих движений для разных месяцев года и для разных широт земной поверхности. Эти траектории для многих звезд оказались довольно запутанными. Но вот Коперник высказал мысль о том, что движение небесных светил оказывается гораздо более понятным, простым и предсказуемым в том случае, если мы предположим, что не Солнце движется по небу (как нам кажется в нашем опыте), а Земля вращается вокруг Солнца. Если мы представим себя находящимися на Солнце, то мы увидим, что наша планета Земля движется по небосклону. Конечно, мы не можем попасть на Солнце и наблюдать оттуда Землю (это невозможно и сейчас, тем более во времена Коперника). Но мысленно, в воображении представить себе это мы можем. В случае с поездом мы видим движение предметов за окном, когда мы находимся в движущемся поезде, и движение поезда, когда мы стоим на платформе. По аналогии (т. е. по определенному сходству случаев) мы можем представить себя находящимися на Солнце и наблюдающими движение Земли. Итак, движение Солнца и звезд по небу оказывается «явлением» или даже «видимостью», а вращение Земли вокруг Солнца «сутью» дела.

Но вот еще более сложный случай. Представим себе физическое тело, на которое не действует никакая внешняя сила и движению которого

Раздел 2. Системы знания 217

среда совершенно не оказывает сопротивления. Вы можете сказать, что такая ситуация невозможна, потому что всегда существует какая-то среда, и, если она существует, она обязательно будет оказывать сопротивление движению. И вы будете совершенно правы. Однако попробуем представить себе то, что невозможно в обычном опыте. Ведь в нашем опыте невозможно также и попасть на Солнце и наблюдать оттуда движение Земли. Но как только мы сумели представить себе эту ситуацию, мы смогли разобраться в сложных и запутанных движениях небесных светил, которые невозможно было понять до тех пор, пока мы исходили из того, что движется не Земля, а Солнце. Поэтому попытаемся все же вообразить то, что невозможно в нашем обычном опыте, и выяснить, как будет вести себя тело в этой странной ситуации. Мы очень легко придем к выводу, что в подобных условиях движущееся тело будет двигаться бесконечно, так как ничто не тормозит его движения. Тело будет двигаться также прямолинейно, так как для того, чтобы оно изменило свою траекторию, на него должно подействовать нечто извне — внешняя сила или среда (действие среды и есть частный случай воздействия внешней силы). Тело будет двигаться равномерно, так как если на него ничто не воздействует, у нас нет оснований предполагать, что его скорость вдруг начнет самопроизвольно меняться. Но это и означает действие закона инерции, т. е. первого закона классической механики. Мы можем предполагать, что этот закон формулирует «суть» механического движения, скрытую за «явлениями». Если мы знаем эту «суть», мы сможем понять и разнообразные явления.

Что такое эксперимент

Однако в этом пункте наших рассуждений возникает естественный протест. Откуда вы взяли, что именно придуманная вами необычная ситуация, а не какая-нибудь иная, выражает «суть» механических процессов? Можно ли как нибудь соотнести эту придуманную вами (как говорят, «идеализированную») ситуацию с опытом? Оказывается, можно. Именно это соотнесение является одним из важных способов обоснования «идеализированных» законов науки. Такое соотнесение происходит в эксперименте.

Эксперимент отличается от обычного опыта. В обычном опыте мы наблюдаем то, что происходит вокруг. В эксперименте мы создаем такие ситуации, которые не могут возникнуть помимо нас, нашей деятельности. Обычный опыт как бы просто дан нам. Что же касается эксперимента, то это такой вид опыта, в создании которого мы активно участвуем.

Из сформулированного нами закона инерции, полученного с помощью «идеализированного» представления, следует, что чем меньше внешняя среда будет оказывать сопротивление движению тела, тем в большей степени наблюдаемое движение этого тела будет обнаруживать данный закон непосредственно, зримым образом. Но ведь мы можем создать такие условия! Для этого нужно, во-первых, уменьшить сопротивление воздуха (или другой среды) движению тела. Мы можем, например, поместить

218 Часть III. Человеческое познание. Пропедевтика

наше тело в такой сосуд, из которого выкачан воздух или придумать что-нибудь другое, например, проводить наш эксперимент в условиях большой разреженности воздуха (скажем, высоко в горах). Во-вторых, нужно обязательно уменьшить действие сил трения между нашим телом и поверхностью, по которой оно движется. Для этого нужно лучше отполировать и поверхность, по которой движется тело, и поверхность самого тела. Для того, чтобы площадь соприкосновения тела с поверхностью движения была как можно меньше (чем меньше эта площадь, тем меньше силы трения), мы в качестве тела можем использовать хорошо отполированный шарик. Если мы в таких условиях воздействуем на наше тело, мы видим, что оно движется прямолинейно, равномерно и довольно долго. Правда, рано или поздно оно все-таки остановится, потому что мы никогда не можем добиться в реальном эксперименте такого положения, когда движению тела не оказывалось бы никакого сопротивления (и значит, на него не действовали бы никакие силы, помимо той, которую мы сами прилагаем). Всегда будут существовать силы трения. Однако на основании того, что мы опытно фиксируем в эксперименте, мы можем предположить, что чем меньше будут силы трения, тем больше наблюдаемое нами движение будет соответствовать тому, что утверждается в законе инерции. Если силы трения будут уменьшаться до бесконечно малого размера, путь, пройденный телом, будет увеличиваться до бесконечно большого.

Эксперимент отличается вообще тем, что в нем мы можем контролировать разные факторы, производящие те или иные изменения. В эксперименте мы сами воздействовуем на некоторые факторы и наблюдаем, к каким результатам приводит то или иное наше воздействие. Мы можем точно фиксировать с помощью разных приспособлений соотношение между величиной того или иного воздействия и величиной результата и на этом основании формулировать законы. Так, например, если мы создаем такие условия для движения тела, которые более или менее приближаются к «идеальным», мы можем убедиться в следующем. Если одна и та же по величине сила воздействует на разные тела, то ускорение, получаемое этими телами, обратно пропорционально их массе (это, конечно, предполагает, что мы можем измерять силу, массу и ускорение независимо друг от друга).

Экспериментальное обобщение отличается от простого индуктивного. В случае эксперимента мы не просто наблюдаем, что одно событие происходит после другого, мы не просто фиксируем то, что повторяется и отбрасываем то, что не повторяется. Мы реально, материально выделяем некоторые факторы, создаем такие условия, когда внешнее воздействие на эти факторы практически незначительно (это называется созданием закрытой системы) и сами воздействуем на некоторые из них. В этом случае результаты нашего воздействия будут выражать существование необходимой, причинной и всеобщей связи. Ясно, что в отличие от индукции, экспериментальное фиксирование закона не требует большого количества повторений опыта. Конечно, эксперименты обычно повторяются

Раздел 2. Системы знания 219

прежде, чем ученые приходят к твердому убеждению в существовании той или иной закономерности. Но в данном случае повторения связаны не с выполнением тех требований, которые предъявляет индуктивное обобщение, а прежде всего с необходимостью убедиться в «чистоте» эксперимента, т. е. в том, насколько экспериментальная система является закрытой от посторонних воздействий.

Как развитие науки и техники создает экологические проблемы

Но если мы умеем искусственно создавать экспериментальные ситуации, которые не существуют естественно, в окружающей нас природной среде, мы можем использовать наше умение для создания таких приспособлений, действие которых мы можем контролировать и с помощью которых мы можем получать нужные нам результаты. Эти приспособления называются техническими. Человек создал целый мир техники. Используя технику, он в огромной степени изменил внешнюю природу. На этом пути человечество достигло больших успехов. Вещи, которыми мы пользуемся в нашем быту, дома, в которых мы живем, наши средства транспорта, средства коммуникации (телефон, радио, телевизор, газеты и т. д.) были бы невозможны без современной техники. В свою очередь эта техника была бы невозможна без опирающегося на эксперимент точного естественнонаучного знания. Правда, развитие современной техники показало, что на этом пути существуют большие трудности, о которых человечество ранее не догадывалось. Дело в том, что если мы можем контролировать работу наших технических устройств, то во многих случаях мы не можем контролировать воздействие этих устройств на естественные, природные процессы (точнее говоря, можем предвидеть и контролировать только непосредственные результаты, но не результаты более отдаленные). Все это ставит перед человечеством вопросы о границах технического развития, о необходимости гармонических отношений между людьми и окружающей природой (эти вопросы называются экологическими). Решение проблем экологии является жизненной необходимостью для всех развитых в техническом отношении стран. Если человечество не сумеет найти решения этих вопросов, оно может погибнуть.

Наука и мир «идеальных» предметов

Обратим, однако, внимание в связи с обсуждаемой нами темой на то, каким интересным путем наука получает знание о законах природы. Закон природы выражает необходимые, причинные, всеобщие связи, существующие реально, в самой природе, действующие независимо от человека и его действий. Этим законам подчинено поведение всех природных тел, в том числе и самого человека. Но если мы пытаемся узнать эти законы путем фиксации того, что дано в опыте, приходящем к нам «извне»,

220 Часть III. Человеческое познание. Пропедевтика

мы во многих случаях будем знать только о видимости происходящих в природе процессов, а не об их сущности. Иными словами, в этих случаях мы не сможем постичь подлинных законов. Оказывается, для того, чтобы их узнать, ученый должен, во-первых, фантазировать, представлять такие «идеальные» ситуации, которые невозможны в обычном опыте¹'. Во-вторых, он должен реально создавать такие искусственные (экспериментальные) ситуации, которые не могут существовать в естественных условиях, и активно воздействовать на протекание исследуемых· им процессов (в этом и состоит экспериментирование).

Конечно, мы можем поставить эксперимент далеко не во всех случаях. Довольно часто нам приходится довольствоваться индуктивными обобщениями опыта. Это относится не только к нашей обычной жизни, но и к некоторым научным дисциплинам. Так, например, мы не можем экспериментально воспроизвести возникновение жизни или же появление и развитие новых видов растений и животных. Индуктивные обобщения в большинстве случаев оказываются довольно надежнымим. Но все-таки их степень надежности несравнима со степенью надежности результатов эксперимента. Поэтому развитие естествознания связано с проникновением экспериментальных методов исследования в новые научные дисциплины (из механики в другие разделы физики, из физики в химию, из химии в биологию и физиологию, из физиологии в психологию и т. д.).

Как наука позволяет предвидеть и объяснять события

Когда говорят о значении естественных наук для человека, очень часто его связывают с возможностью лучше предвидетьход событий. Действительно, возможность предвидения играет исключительную роль в нашей жизни. Как мы уже говорили, если бы человек не мог заранее знать результаты тех или иных происходящих в природе процессов, если бы он не мог предвидеть последствия собственных действий, если бы он не знал, чего примерно можно ожидать от знакомых ему людей, он просто не мог бы выжить. Разумеется, далеко не все можно предвидеть. К сожалению, нельзя предвидеть многих стихийных бедствий. Часто бывает трудно предвидеть поведение конкретного человека в той или иной конкретной ситуации. Очень трудно, а часто невозможно предвидеть большие исторические события. Так, например, никто не мог предвидеть распад СССР в конце 1991 г. Иногда мы даже не можем предвидеть собственных поступков, особенно если речь идет о необычных ситуациях.

'' В науке часто используются понятия о так называемых «идеализированных» предметах, т. е. о таких предметах, которые не могут существовать в реальном опыте. Таково, например, понятие механики о «материльной точке» как о таком теле, которое существует в реальном пространтсве и времени, обладает массой (как и все реальные тела), однако совершенно лишено размера. Использование таких понятий помогает представлять «идеальные» ситуации и формулировать законы.

Раздел 2. Системы знания____________________________________________ 221

Ученые и философы связывали развитие научного знания с возможностью все более точного предвидения. В самом деле, рассуждали они. Если я знаю законы природы, я знаю, что всегда и везде, где имеет место событие А, оно будет причинно и необходимо порождать событие В. Это имеет место и в обычной жизни. Если я наблюдаю попадание молнии в деревянный предмет, я знаю, что он загорится. Закон науки дает нам знание принципиально такого же рода, только более точное, количественно формулированное и более обоснованное. В процессе развития науки мы будем знать все большее количество таких законов. Чем больше мы будем знать законов природы, тем лучше мы сможем предвидеть будущие события. А если мы можем их предвидеть, мы в состоянии поставить ход событий под свой контроль, предотвратить нежелательные следствия и достичь тех результатов, которые полезны нам. Научное знание, таким образом, умножает человеческое могущество. В принципе человек в состоянии поставить под свой контроль все стихийные силы природы.

Опытные обобщения служат не только для предвидения будущих событий, но и для объяснениятех, которые уже произошли. Мы уже видели, как можно использовать наше знание о существовании причинной зависимости между попаданием молнии в деревянный предмет и загоранием этого предмета. Мы можем также воспользоваться этим знанием для объяснения фактов. Допустим, что кто-то увидел пожар и спрашивает нас, почему горит дом. Мы отвечаем: потому, что в дом попала молния (мы имеем при этом в виду, что всякий раз, когда в дом попадает молния, он загорается). Представьте себе следующее. В ходе эксперимента мы наблюдаем, что после внешнего воздействия на шарик, он приобрел ускорение а\. Мы можем объяснить этот факт, сославшись на общий закон. Дело в том, скажем мы, что согласно одному из законов механики о = //m. В нашем случае / — f\, т — т\. Значит, а должно быть равно а\, т.е. f\/m\. Так, знание общего закона не только позволяет нам предвидеть будущие события, но и объяснять те факты, которые имеют место сейчас, понять их. Многие философы считали, что вообще между предвидением и объяснением существует прямая связь. Если мы в состоянии предвидеть события, используя знание общего закона, мы можем также объяснить те события, которые имеют место сейчас или которые происходили в прошлом, с помощью этого закона. Если же мы претендуем на объяснение того, что было и что есть, но не можем ничего сказать относительно будущего, мы на самом деле не имеем никакого объяснения. Наша претензия на объяснение оказывается в этом случае несостоятельной, а объяснение — мнимым.

Мы можем придумать теорию, согласно которой все плохие события в жизни нашей страны объясняются действиями злого духа «Чанга-Чан-га». Мы можем считать, что эта теория объясняет очень многое и помогает нам понять все неприятности нашей жизни. Когда кто-то спрашивает нас, почему наша страна переживает экономические трудности, почему так долго длится война в Чечне, почему у нас так много технологических катастроф, вы можете с важным видом заявить: я знаю, в чем

222 Часть III. Человеческое познание. Пропедевтика

тут дело. Это все козни «Чанга-Чанга». Вас могут спросить: а как вы объясняете тяжелую судьбу России в XX столетии, две войны, унесшие десятки миллионов человеческих жизней, сталинские репрессии, уничтожение целых социальных слоев в стране? Вы можете ответить, что все было бы хорошо, если бы не вмешательство «Чанга-Чанга». Тогда вас попросят сделать предвидение с помощью вашей теории, которая претендует на столь хорошее объяснение. Можете ли вы предсказать, каковы будут новые действия этого злого духа и что нужно сделать, чтобы, их предотвратить? И вот тут вы решительно ничего не сможете сказать. Тогда всем будет ясно, что у вас нет никакой теории, никакого знания. Вы просто рассказываете нам сказки, с помощью которых ничего нельзя предвидеть, а значит, ничего нельзя объяснить.

Можно ли объяснять, не умея предвидеть и предвидеть, не умея объяснять

Таким образом, между предвидением и объяснением, действительно, существует связь. Однако эта связь оказывается более сложной, чем нам до сих пор казалось. Можно показать, что в некоторых случаях мы действительно имеем научное знание общих законов, позволяющих нам объяснять уже произошедшие события, но не помогающих предсказывать будущее. Вообще, вопрос о предвидении очень непрост.

Попытаемся разобраться в этом. Начнем со случая, когда мы имеем дело с закрытой системой, т. е. с системой, изолированной от внешних влияний (именно с такими системами работают экспериментаторы). В этом случае мы можем точно предсказать будущие события в системе, если знаем законы, которым подчиняется система, и начальные условия того или иного процесса. Например, мы знаем, что в момент времени 11 шарик имеет ускорение а\ (начальные условия). На основании закона

s = *у- мы можем предсказать, в какой точке пути будет наш шарик в момент времени Î2- Но ведь в обычной жизни нам приходится иметь дело не с искусственно созданными экспериментальными ситуациями, а с ситуациями естественными, т. е. не с закрытыми, а с открытыми системами. Иными словами, на протекание интересующих нас процессов влияет множество посторонних факторов. Иногда мы можем учесть эти влияния. Однако довольно часто их так много, что они принципиально не поддаются учету. Мы можем относительно точно предсказывать движения небесных светил, потому что наша Солнечная система, хотя и является естественным образованием, по многим своим параметрам довольно близка к закрытым системам. Гораздо сложнее предсказывать погоду, потому что на протекание атмосферных процессов вблизи поверхности Земли влияет большое количество факторов. Эти влияния можно учитывать, хотя это и непросто. Дело тут не только в большом количестве факторов, но также и в том, что их характер и величины постоянно меняются. Но все же погоду можно предсказывать, хотя

Раздел 2. Системы знания ' 223

точность этих предсказаний не столь уж велика. Но наука бессильна, например, предсказать траекторию падения данного определенного листа с данного дерева. Мы можем предвидеть, что в сентябре листья с этого дерева обязательно опадут, как это происходит каждую осень (для того, чтобы сделать это предсказание, не нужно заниматься наукой; мы знаем об этом из нашего обычного, донаучного опыта). В механике в принципе известны законы всех процессов, которые влияют на характер падения данного листочка с данного дерева. Но количество, характер и величины всех тех факторов, которые влияют на падение данного листа, в принципе не поддаются учету. Можно предполагать, что мы сможем предсказывать некоторые природные процессы по мере роста наших научных знаний. Однако нужно отдавать себе отчет в том, что существует множество процессов, которые мы никогда не сможем предсказывать.

Однако из того факта, что мы не всегда можем предсказать возникновение какого-то события, вовсе не следует, что мы не можем объяснить его тогда, когда оно произошло, в частности, объяснить вполне научным образом. Например, вы сидите на стуле. Внезапно ножка стула обламывается, и вы падаете на пол. Вы, естественно, не предвидели это событие. Иначе вы не сели бы на этот стул. Однако теперь, после того, как это неприятное событие случилось, вы легко можете его объяснить. Вы осматриваете стул и обнаруживаете, что его обломившаяся ножка была почти полностью сгнившей. На основании обычного опыта мы знаем, что сгнившая ножка стула не может выдерживать более или менее значительного груза. Естественно, она должна была обломиться. Если вы знаете законы механики (в частности, статики), вы можете также привлечь их для объяснения случившегося, сказав, что в соответствии с этими законами при наличии гнилой ножки должно было произойти то, что произошло. Современная наука, к сожалению, не может предсказывать землетрясения и некоторые другие стихийные бедствия (тайфуны, цунами и др). Однако, когда землетрясение произошло, можно дать этому факту вполне научное объяснение с помощью некоторых общих законов геологии и знания о конкретных геологических процессах (этим знанием мы не располагали до факта землетрясения, но имеем его теперь, когда это неприятное событие уже произошло).

Имеет место и другое. Иногда мы можем делать более или менее точные предсказания, будучи не в состоянии объяснить предсказываемое явление. Объяснение подразумевает знание причин возникновения явления. Однако предсказывать можно иногда и не зная причин того, о чем идет речь. Наблюдая красный закат, вы можете предсказать, что завтра будет ветер. Ваш прогноз может быть довольно верным, хотя вы не можете объяснить, почему красный закат сегодня связан с ветром завтра. Глядя на барометр, показывающий на «бурю», вы можете предсказать бурю. Однако объяснить ее возникновение вы не в состоянии. В науке иногда вы можете установить связь между явлением А и явлением В, не умея понять и объяснить эту связь.

224 Часть III. Человеческое познание. Пропедевтика

В чем же значение естественнонаучного знания для людей ?

Как мы видели, это знание позволяет во многих случаях создать такие технические приспособления, которые облегчают нашу жизнь и помогают поставить под человеческий контроль некоторые стихийные природные силы. Развитие техники определило многие особенности современной цивилизации (как отношения людей с природой, так и их отношения между собой). Не зря нашу цивилизацию иногда называют технической, или технологической. Правда, сегодня стало ясно, что техническое вмешательство в дела природы имеет свои границы и за их пределами может стать опасным для природы, а значит, и для человечества, которое является частью природы.

Знание природных законов позволяет предвидеть, прогнозировать будущие события, а это значит, позволяет направлять их развитие по нужному для человека руслу и предотвращать нежелательные явления. Правда, как мы видели, предсказание тоже имеет свои границы. Имеются такие природные процессы, прогнозировать развитие которых мы не в состоянии.

Наконец, естественнонаучное знание позволяет понять, объяснить то, что происходит в окружающем нас мире. Потребность в понимании того, что делается вокруг, является одной из основных для человека. Способы такого понимания могут быть различными. Они могут быть мифологическими, религиозными. Они могут опираться на обычный опыт и объяснения, даваемые на основании здравого смысла. Естественнонаучное знание дает такие способы понимания, осмысления, объяснения природных процессов, которые отличаются от всех других тем, что достигаются с помощью точной фиксации фактов опыта и строгих логических рассуждений. Естествознание (наряду с математикой) — это школа критичного рационального мышления и показатель его возможностей.