Теоретические схемы и опыт. Операциональный статус теоретических схем

Теоретические знания создаются именно для того, чтобы объяснять и предсказывать результаты опыта и поэтому должны сопоставляться с эмпирическим материалом. Однако само по себе такое сопоставление отнюдь не является простой процедурой.

Допустим, что по формуле Био—Савара, выражающей закон магнитного действия тока, нужно рассчитать угол отклонения магнитной стрелки, находящейся вблизи прямолинейного провода, когда по нему проходит ток определенной силы (опыт Био—Савара).

Поскольку смысл формулы, выражающей закон Био—Савара, связан с корреляциями абстрактных объектов, образующих теоретическую схему (“дифференциально-малый ток” и “магнитное поле, порождаемое током”), постольку эту формулу нельзя сразу применять для расчетов в эмпирической области. В подобных случаях следует предварительно истолковывать соответствующие величины математической формулировки закона как соотносимые с конкретной экспериментальной ситуацией. С этой целью из закона Био—Савара выводится промежуточное следствие — эмпирическая формула, в которую вместо величин, характеризующих дифференциально-малый ток и напряженность магнитного поля, введены новые величины, характеризующие отклонение магнитной стрелки на заданный угол и конфигурацию провода, определяющую интегральное распределение тока. Только с этой эмпирической формулой, а не с законом Био—Савара, можно сравнивать эмпирические зависимости, полученные в реальном опыте.

Рассмотрим, в чем состоит смысл указанного эмпирического следствия, выведенного из теоретического закона. Оказывается, в эмпирической формуле появились особые конструкты, которые в отличие от абстрактных объектов теории уже не являются идеализациями и могут быть сопоставлены непосредственно с реальными объектами, взаимодействующими в опыте. Эти конструкты являются эмпирическими объектами. В своих связях они вводят особое представление экспериментальных ситуаций, которое будем называть эмпирической схемой.

Эмпирические объекты, хотя и сопоставляются с реальными предметами опыта, не тождественны последним. Они суть абстракции, существующие только в идеальном плане, как смысл знаков эмпирического языка науки. Так, реальная магнитная стрелка и провод с током обладают множеством признаков и свойств, но в рамках эмпирической схемы они представлены только по признакам “быть ориентированной магнитным полем” и, соответственно, “проводить ток определенной силы” и “иметь определенную конфигурацию”. Все остальные свойства данных объектов исключаются из рассмотрения. В связи с этим каждый элемент эмпирической схемы сопоставляется не просто одному единственному объекту, с которым оперирует в эксперименте исследователь, а классу таких объектов. Это значит, что схема соответствует не каждой данной в некоторый промежуток времени реальной экспериментальной ситуации, а типу такой ситуации (например, эмпирическая схема опыта с проводом и магнитной стрелкой относится к любому эксперименту с любым током заданной силы в прямолинейном проводе и с любой миниатюрной магнитной стрелкой). В эмпирической схеме представлены основные характеристики объектов, взаимодействующих в реальном опыте. Эта сторона эмпирической схемы особенно отчетливо прослеживается в случае, если учесть, что ее можно получить не только “сверху” — при выводе эмпирической зависимости из теоретического закона, но и “снизу” — как содержание эмпирической зависимости, возникшей в результате статистической обработки и интерпретации данных наблюдения. На этой проблеме следует остановиться специально, так как здесь мы сталкиваемся со сложной организацией эмпирического уровня исследований и соответствующих форм эмпирического знания.

Долгое время в философии науки в качестве фундамента, на котором вырастают и с которыми соотносятся научные теории, полагались наблюдения. Данные наблюдения именовались опытными данными, а также опытными фактами. Однако в 30-х годах нашего столетия в позитивистской философии дискуссия по проблеме протокольных предложений обнаружила неадекватность этих казалось бы очевидных представлений. Выяснилось, что эмпирические знания, представленные протокольными предложениями — высказываниями, фиксирующими в языковой форме данные непосредственного наблюдения, — не являются эмпирическим базисом теории и не тождественны эмпирическим фактам как особому виду эмпирического знания.

В протоколе наблюдения указывается, кто наблюдал, время наблюдения, описываются приборы, если они применялись в наблюдении, а протокольные предложения формулируются как высказывания типа: NN наблюдал, что после включения тока стрелка на приборе показывает цифру 5, NN наблюдал в телескоп на участке неба (с координатами x,y) яркое световое пятнышко и т.п.

Если, например, проводился социологический опрос, то в роли протокола наблюдения выступает анкета с ответом опрашиваемого. Если же в процессе наблюдения осуществлялись измерения, то каждая фиксация результата измерения эквивалентна протокольному предложению.

Анализ смысла протокольных предложений показал, что они содержат не только информацию об изучаемых явлениях, но и, как правило, включают ошибки наблюдателя, наслоения внешних возмущающих воздействий, систематические и случайные ошибки приборов и т.п. Но тогда стало очевидным, что данные наблюдения, в силу того что они отягощены субъективными наслоениями, не могут служить основанием для теоретических построений.

В результате была поставлена проблема выявления таких форм эмпирического знания, которые бы имели интерсубъективный статус, содержали бы объективную и достоверную информацию об изучаемых явлениях.

В ходе дискуссий было установлено, что такими знаниями выступают эмпирические факты. Именно они образуют эмпирический базис, на который опираются научные теории.

Факты фиксируются в языке науки в высказываниях типа: “сила тока в цепи зависит от сопротивления проводника”; “в созвездии Девы вспыхнула сверхновая звезда”; “более половины опрошенных в городе недовольны экологией городской среды” и т.п.

Уже сам характер фактофиксирующих высказываний подчеркивает их особый объективный статус по сравнению с протокольными предложениями. Но тогда возникает новая проблема: как осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим фактам и что гарантирует объективный статус научного факта?

Постановка этой проблемы была важным шагом на пути к выяснению структуры эмпирического познания. Эта проблема активно разрабатывалась в методологии науки XX столетия. В конкуренции различных подходов и концепций она выявила многие важные характеристики научной эмпирии, хотя и на сегодняшний день проблема далека от окончательного решения.

Определенный вклад в ее разработку был внесен и позитивизмом, хотя нелишне подчеркнуть, что его стремление ограничиться только изучением внутренних связей научного знания и абстрагироваться от взаимоотношения науки и практики резко суживали возможности адекватного описания исследовательских процедур и приемов формирования эмпирического базиса науки.

Нам представляется, что деятельностный подход открывает больше возможностей для анализа. С позиций этого подхода мы и будем рассматривать структуру и функции каждого из отмеченных слоев эмпирического уровня познания. Начнем с более детального анализа подуровня наблюдений, который обеспечивает непосредственный контакт субъекта с исследуемыми процессами. Важно сразу же уяснить, что научное наблюдение носит деятельностный характер, предполагая не просто пассивное созерцание изучаемых процессов, а их особую предварительную организацию, обеспечивающую контроль за их протеканием.

Деятельностная природа эмпирического исследования на уровне наблюдений наиболее отчетливо проявляется в ситуациях, когда наблюдение осуществляется в ходе реального эксперимента. Целесообразно вначале более подробно рассмотреть, в чем заключается особенность экспериментального исследования как практической деятельности, структура которой реально выявляет те или иные интересующие исследователя связи и состояния действительности.

Предметная структура экспериментальной практики может быть рассмотрена в двух аспектах: во-первых, как взаимодействие объектов, протекающее по естественным законам, и, во-вторых, как искусственное, человеком организованное действие. В первом аспекте мы можем рассматривать взаимодействие объектов как некоторую совокупность связей и отношений действительности, где ни одна из этих связей актуально не выделена в качестве исследуемой. В принципе, объектом познания может служить любая из них. Лишь учет второго аспекта позволяет выделить ту или иную связь по отношению к целям познания и тем самым зафиксировать ее в качестве предмета исследования. Но тогда явно или неявно совокупность взаимодействующих в опыте объектов как бы организуется в системе определенной цепочки отношений: целый ряд их реальных связей оказывается несущественным, и функционально выделяется лишь некоторая группа отношений, характеризующих изучаемый “срез” действительности.

Проиллюстрируем это на простом примере[26]. Допустим, что в рамках классической механики изучается движение относительно поверхности земли массивного тела небольших размеров, подвешенного на длинной нерастягивающейся нити. Если рассматривать такое движение только как взаимодействие природных объектов, то оно предстает в виде суммарного итога проявления самых различных законов. Здесь как бы “накладываются” друг на друга такие связи природы, как законы колебания, свободного падения, трения, аэродинамики (обтекание газом движущегося тела), законы движения в неинерциальной системе отсчета (наличие сил Кориолиса вследствие вращения Земли) и т.д. Но как только описанное взаимодействие природных объектов начинает рассматриваться в качестве эксперимента по изучению, например, законов колебательного движения, то тем самым из природы вычленяется определенная группа свойств и отношений этих объектов.

Прежде всего взаимодействующие объекты — Земля, движущееся массивное тело и нить подвеса — рассматриваются как носители только определенных свойств, которые функционально, самим способом “включения” их в “экспериментальное взаимодействие”, выделяются из всех других свойств. Нить и подвешенное на ней тело предстают как единый предмет — маятник. Земля фиксируется в данной экспериментальной ситуации как тело отсчета (для этого выделяется направление силы тяжести, которое задает линию равновесия маятника) и как источник силы, приводящий в движение маятник. Последнее в свою очередь предполагает, что сила тяжести Земли должна рассматриваться лишь в определенном аспекте. А именно, поскольку, согласно цели эксперимента, движение маятника представляется как частный случай гармонического колебания, то тем самым учитывается лишь одна составляющая силы тяжести, которая возвращает маятник к положению равновесия. Другая же составляющая не принимается во внимание, поскольку она компенсируется силой натяжения нити.

Описанные свойства взаимодействующих объектов, выступая в акте экспериментальной деятельности на передний план, тем самым вводят строго определенную группу отношений, которая функционально вычленяется из всех других отношений и связей природного взаимодействия. По существу описанное движение подвешенного на нити массивного тела в поле тяжести Земли предстает как процесс периодического движения центра массы этого тела под действием квазиупругой силы, в качестве которой фигурирует одна из составляющих силы тяготения Земли. Эта “сетка отношений”, выступающая на передний план в рассматриваемом взаимодействии природы, и есть та объектная структура практики, в рамках которой изучаются законы колебательного движения.

Допустим, однако, что то же самое движение в поле тяжести Земли тела, подвешенного на нити, выступает как эксперимент с маятником Фуко. В этом случае предметом изучения становится иная связь природы — законы движения в инерциальной системе. Но тогда требуется выделить совершенно иные свойства взаимодействующих фрагментов природы.

Фактически закрепленное на нити тело функционирует теперь только как движущаяся масса с фиксированным относительно Земли направлением движения. Строго говоря, при этом система “тело плюс нить в поле тяжести” уже не рассматривается как маятник (поскольку здесь оказывается несущественной с точки зрения изучаемой связи основная характеристика маятника — период его колебания). Далее, Земля, относительно которой рассматривается движение тела, теперь фиксируется по иным признакам. Из всего многообразия ее свойств в рамках данного эксперимента оказываются существенными направление оси вращения Земли и величина угловой скорости вращения, задание которых позволяет определить кориолисовы силы. Силы же тяготения в принципе уже не играют существенной роли для целей экспериментального исследования кориолисовых сил. В результате выделяется новая “сетка отношений”, которая характеризует изучаемый в рамках данного эксперимента срез действительности. На передний план выступает теперь движение тела с заданной скоростью вдоль радиуса равномерно вращающегося диска, роль которого играет плоскость, перпендикулярная оси вращения Земли и проходящая через ту точку, где в момент наблюдения находится рассматриваемое тело. Это и есть структура эксперимента с маятником Фуко, позволяющего изучать законы движения в неинерциальной (равномерно вращающейся) системе отсчета.

Аналогичным образом в рамках анализируемого взаимодействия природы можно было бы выделить объектные структуры иного типа, если данное взаимодействие представить как разновидность экспериментальной практики по изучению, например, законов свободного падения или, допустим, законов аэродинамики (разумеется, отвлекаясь при этом от того, что в реальной экспериментальной деятельности такого рода опыты для данной цели не используются). Анализ таких абстрактных ситуаций хорошо иллюстрирует то обстоятельство, что реальное взаимодействие природы может быть представлено как своего рода “суперпозиция” различного типа “практических структур”, число которых в принципе может быть неограниченным.

В системе научного эксперимента каждая из таких структур выделяется благодаря фиксации взаимодействующих объектов по строго определенным свойствам. Эта фиксация, конечно, не означает, что у объектов природы исчезают все другие свойства, кроме интересующих исследователя. В реальной практике необходимые свойства объектов выделяются самим характером оперирования с ними. Для этого объекты, приведенные во взаимодействие в ходе эксперимента, должны быть предварительно выверены практическим употреблением на предмет существования у них свойств, стабильно воспроизводящихся в условиях будущей экспериментальной ситуации. Так, нетрудно видеть, что эксперимент с колебанием маятника мог быть осуществлен лишь постольку, поскольку предшествующим развитием практики было строго выявлено, что, например, сила тяжести Земли в данном месте постоянна, что любое тело, имеющее точку подвеса, будет совершать колебания относительно положения равновесия и т.п. Важно подчеркнуть, что вычленение этих свойств стало возможным лишь благодаря соответствующему практическому функционированию рассматриваемых объектов. В частности, свойство Земли быть источником постоянной силы тяготения многократно использовалось в человеческой практике, например, при перемещении различных предметов, забивании свай с помощью падающего груза и т.п. Подобные операции позволили функционально выделить характеристическое свойство Земли “быть источником постоянной силы тяжести”.

В этом смысле в экспериментах по изучению законов колебания маятника Земля выступает не просто как природное тело, а как своеобразный “искусственно изготовленный” объект человеческой практики, ибо для природного объекта “Земля” данное свойство не имеет никаких “особых привилегий” по сравнению с другими свойствами. Оно существует реально, но на передний план как особое, выделенное свойство выступает только в системе определенной человеческой практики. Экспериментальная деятельность представляет собой специфическую форму природного взаимодействия, и важнейшей чертой, определяющей эту специфику, является именно то, что взаимодействующие в эксперименте фрагменты природы всегда предстают как объекты с функционально выделенными свойствами.

В развитых формах эксперимента такого рода объекты изготовляются искусственно. К ним относятся в первую очередь приборные установки, с помощью которых проводится экспериментальное исследование. Например, в современной ядерной физике это могут быть установки, приготовляющие пучки частиц, стабилизированные по определенным параметрам (энергия, пульс, поляризация); мишени, бомбардируемые этими пучками; приборы, регистрирующие результаты взаимодействия пучка с мишенью. Для наших целей важно уяснить, что само изготовление, выверка и использование таких установок аналогичны операциям функционального выделения свойств у объектов природы, которыми оперирует исследователь в описанных выше экспериментах с маятником. В обоих случаях из всего набора свойств, которыми обладают материальные объекты, выделяются лишь некоторые свойства, и данные объекты функционируют в эксперименте только как их носители.

С таких позиций вполне правомерно рассматривать объекты природы, включенные в экспериментальную ситуацию, как “квазиприборные” устройства независимо от того, получены они искусственным путем или естественно возникли в природе независимо от деятельности человека. Так, в экспериментальной ситуации по изучению законов колебания Земля “функционирует” как особая приборная подсистема, которая как бы “приготовляет” постоянную силу тяготения (аналогично тому, как созданный человеком ускоритель при жестко фиксированном режиме работы будет генерировать импульсы заряженных частиц с заданными параметрами). Сам маятник играет здесь роль рабочего устройства, функционирование которого дает возможность зафиксировать характеристики колебания. В целом же система “Земля плюс маятник” может быть рассмотрена как своеобразная квазиэкспериментальная установка, “работа” которой позволяет исследовать законы простого колебательного движения.

В свете сказанного специфика эксперимента, отличающая его от взаимодействий в природе “самой по себе”, может быть охарактеризована так, что в эксперименте взаимодействующие фрагменты природы всегда выступают в функции приборных подсистем. Деятельность по “наделению” объектов природы функциями приборов будем в дальнейшем называть созданием приборной ситуации. Причем саму приборную ситуацию будем понимать как функционирование квазиприборных устройств, в системе которых испытывается некоторый фрагмент природы. И поскольку характер взаимоотношений испытуемого фрагмента с квазиприборными устройствами функционально выделяет у него некоторую совокупность характеристических свойств, наличие которых в свою очередь определяет специфику взаимодействий в рабочей части квазиприборной установки, то испытуемый фрагмент включается как элемент в приборную ситуацию.

В рассматриваемых выше экспериментах с колебанием маятника мы имели дело с существенно различными приборными ситуациями в зависимости от того, являлось ли целью исследования изучение законов колебания или законов движения в равномерно вращающейся системе. В первом случае маятник включен в приборную ситуацию в качестве испытуемого фрагмента, во втором он выполняет совершенно иные функции. Здесь он выступает как бы в трех отношениях: 1) само движение массивного тела (испытуемый фрагмент) включено в функционирование рабочей подсистемы в качестве ее существенного элемента (наряду с вращением Земли); 2) периодичность же движения маятника, которая в предыдущем опыте играла роль изучаемого свойства, теперь используется только для того, чтобы обеспечить стабильные условия наблюдения. В этом смысле колеблющийся маятник функционирует уже как приготовляющая приборная подсистема; 3) свойство маятника сохранять плоскость колебания позволяет использовать его и в качестве части регистрирующего устройства. Сама плоскость колебания здесь выступает в роли своеобразной стрелки, поворот которой относительно плоскости вращения Земли фиксирует наличие кориолисовой силы. Такого рода функционирование взаимодействующих в опыте природных фрагментов в роли приборных подсистем или их элементов и выделяет актуально, как бы “выталкивает” на передний план, отдельные свойства этих фрагментов. Все это приводит к функциональному вычленению из множества потенциально возможных объектных структур практики именно той, которая репрезентирует изучаемую связь природы.

Такого рода связь выступает как объект исследования, который изучается и на эмпирическом, и на теоретическом уровнях познавательной деятельности. Выделение объекта исследования из совокупности всех возможных связей природы определяется целями познания и на разных уровнях последнего находит свое выражение в формулировке различных познавательных задач. На уровне экспериментального исследования такие задачи выступают как требование зафиксировать (измерить) наличие какого-либо характеристического свойства у испытуемого фрагмента природы. Однако важно сразу же уяснить, что объект исследования всегда представлен не отдельным элементом (вещью) внутри приборной ситуации, а всей ее структурой.

На примерах, разобранных выше, по существу было показано, что соответствующий объект исследования — будь то процесс гармонического колебания или движение в неинерциальной системе отсчета — может быть выявлен только через структуру отношений, участвующих в эксперименте природных фрагментов.

Аналогичным образом обстоит дело и в более сложных случаях, относящихся, например, к экспериментам в атомной физике. Так, в известных опытах по обнаружению комптон-эффекта предмет исследования — “корпускулярные свойства рентгеновского излучения, рассеянного на свободных электронах”, — определялся через взаимодействие потока рентгеновского излучения и рассеивающей его графитной мишени при условии регистрации излучения особым прибором. И только структура отношений всех этих объектов (включая прибор для регистрации) репрезентирует исследуемый срез действительности. Такого рода фрагменты реальных экспериментальных ситуаций, использование которых задает объект исследования, будем называть в дальнейшем объектами оперирования. Данное различение позволит избежать двусмысленности при использовании термина “объект” в процессе описания познавательных операций науки. В этом различии фиксируется тот существенный факт, что объект исследования не совпадает ни с одним из отдельно взятых объектов оперирования любой экспериментальной ситуации. Подчеркнем также, что объекты оперирования по определению не тождественны “естественным” фрагментам природы, поскольку выступают в системе эксперимента как своеобразные “носители” некоторых функционально выделенных свойств. Как было показано выше, объекты оперирования обычно наделяются приборными функциями и в этом смысле, будучи реальными фрагментами природы, вместе с тем выступают и как продукты “искусственной” (практической) деятельности человека.

Наблюдения выступают в этом случае не просто фиксацией некоторых признаков испытуемого фрагмента. Они несут неявно информацию и о тех связях, которые породили наблюдаемые феномены.

Конечная цель естественнонаучного исследования состоит в том, чтобы найти законы (существенные связи объектов), которые управляют природными процессами, и на этой основе предсказать будущие возможные состояния этих процессов. Поэтому если исходить из глобальных целей познания, то предметом исследования нужно считать существенные связи и отношения природных объектов.

Но на разных уровнях познания такие связи изучаются по-разному. На теоретическом уровне они отображаются “в чистом виде” через систему соответствующих абстракций. На эмпирическом они изучаются по их проявлению в непосредственно наблюдаемых эффектах. Поэтому глобальная цель познания конкретизируется применительно к каждому из его уровней. В экспериментальном исследовании она выступает в форме специфических задач, которые сводятся к тому, чтобы установить, как некоторое начальное состояние испытуемого фрагмента природы при фиксированных условиях порождает его конечное состояние. По отношению к такой локальной познавательной задаче вводится особый предмет изучения. Им является объект, изменение состояний которого прослеживается в опыте. В отличие от предмета познания в глобальном смысле его можно было бы называть предметом эмпирического знания. Между ним и предметом познания, единым как для эмпирического, так и для теоретического уровней, имеется глубокая внутренняя связь.

Когда в эксперименте и наблюдении исследователь регистрирует конечное состояние O₂ испытуемого объекта, то при наличии фиксированной приборной ситуации и начального O₁ состояния объекта это эквивалентно нахождению последнего недостающего звена, которое позволяет охарактеризовать структуру экспериментальной деятельности. Определив эту структуру, исследователь тем самым неявно выделяет среди многочисленных связей и отношений природных объектов связи (закономерности), которые управляют изменением состояний объекта эмпирического знания. Переход объекта из состояния O1 в состояние O2 не произволен, а определен законами природы. Поэтому, многократно зарегистрировав в эксперименте и наблюдении изменение состояний объекта, исследователь неявно фиксирует самой структурой деятельности и соответствующий закон природы.

Объекты эмпирического знания выступают здесь в качестве своеобразного индикатора предмета исследования, общего как для эмпирического, так и для теоретического уровней.

Разумеется, это становится возможным только при условии, когда отсутствуют неконтролируемые возмущающие воздействия, искажающие результат эксперимента.

Но в реальном исследовании, даже при самом тщательном соблюдении условий чистоты эксперимента, нет гарантий, что не появится случайная внешняя помеха, искажающая протекание изучаемого процесса. Тогда отдельно взятое наблюдение может предстать как итог влияния этой искажающей помехи. Кроме того возможны случайные и систематические ошибки приборов, применяемых в эксперименте и наблюдении, и, наконец, субъективные ошибки самого наблюдателя.

В силу всех этих случайностей и субъективных наслоений данные наблюдения не могут быть непосредственным эмпирическим базисом для теории. Такой базис составляют эмпирические знания иного типа — эмпирические зависимости и факты, которые образуют особый слой эмпирического уровня науки, возвышающимся над слоем данных наблюдения.

Переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и научному факту предполагает элиминацию из наблюдений содержащихся в них субъективных моментов (связанных с возможными ошибками наблюдателя, случайными помехами, искажающими протекание изучаемых явлений, ошибками приборов) и получение достоверного объективного знания о явлениях.

Такой переход предполагает довольно сложные познавательные процедуры. Чтобы получить эмпирический факт, необходимо осуществить по меньшей мере два типа операций.

Во-первых, рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания. Для формирования факта необходимо сравнить между собой множество наблюдений, выделить в них повторяющиеся признаки и устранить случайные возмущения и погрешности, связанные с ошибками наблюдателя. Если в процессе наблюдения производится измерение, то данные наблюдения записываются в виде чисел. Тогда для получения эмпирического факта требуется определенная статистическая обработка результатов измерения, поиск среднестатистических величин в множестве этих данных.

Если в процессе наблюдения применялись приборные установки, то наряду с протоколами наблюдения всегда составляется протокол контрольных испытаний приборов, в котором фиксируются их возможные систематические ошибки. При статистической обработке данных наблюдения эти ошибки также учитываются, они элиминируются из наблюдений в процессе поиска их инвариантного содержания.

Поиск инварианта как условия формирования эмпирического факта свойствен не только естественнонаучному, но и социально-историческому познанию. Скажем, историк, устанавливающий хронологию событий прошлого, всегда стремится выявить и сопоставить множество независимых исторических свидетельств, выступающих для него в функции данных наблюдения.

Во-вторых, для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. В процессе такого истолкования широко используются ранее полученные теоретические знания.

Рассмотрим две конкретные ситуации, иллюстрирующие эту роль теоретических знаний при переходе от наблюдений к факту.

Известно, что одним из важных физических открытий конца XIX века было обнаружение катодных лучей, которые (как выяснилось в ходе дальнейших исследований) представляют собой поток электронов. Экспериментируя с катодными лучами, У.Крукс зарегистрировал их отклонение под воздействием магнита. Полученные в этом опыте данные наблюдения были интерпретированы им как доказательство того, что катодные лучи являются потоком заряженных частиц. Основанием такой интерпретации послужили теоретические знания о взаимодействии заряженных частиц и поля, почерпнутые из классической электродинамики. Именно их применение привело к переходу от инварианта наблюдений к соответствующему эмпирическому факту.

Процедуру интерпретации данных наблюдения не следует путать с процессом формирования теории, которая должна дать объяснение полученному факту. Установление факта, что катодные лучи являются электрически заряженными частицами, не является теорией, хотя и получено с применением теоретических понятий.

Но тогда возникает очень сложная проблема, которая дискутируется сейчас в методологической литературе: получается, что для установления факта нужны теории, а они, как известно, должны проверяться фактами. Эта проблема решается только в том случае, если взаимодействие теории и факта рассматривается исторически. Безусловно, при установлении эмпирического факта используются полученные ранее достоверные теоретические знания, обоснованные другими фактами. Но только такие теоретические знания, которые были ранее проверены независимо. Что же касается новых фактов, то они могут служить основой для развития новых теоретических идей и представлений. В свою очередь новые теории, превратившиеся в достоверное знание, могут использоваться в процедурах интерпретации при эмпирическом исследовании других областей действительности и формировании новых фактов.

Таким образом, при исследовании структуры эмпирического познания выясняется, что не существует чистой научной эмпирии, не содержащей в себе примесей теоретического. Но это является не препятствием для формирования объективно истинного эмпирического знания, а условием такого формирования.

Эмпирические зависимости и факты, в отличие от данных наблюдения, уже не соотносятся впрямую и непосредственно с конкретными приборными ситуациями конкретных, единичных экспериментов. Их отношение к реальным экспериментальным ситуациям опосредуется эмпирическими схемами, которые представляют собой особый вид модельных представлений, выражающих типовые черты некоторого класса реальных экспериментальных ситуаций, их предметную структуру. Именно с этими схемами непосредственно соотносятся эмпирические зависимости и эмпирические факты.

Обычно предварительный гипотетический вариант эмпирических схем формируется на этапе замысла эксперимента. Но после его осуществления и в процессе перехода от протоколов наблюдения к эмпирическим зависимостям и фактам происходит обоснование гипотетических вариантов эмпирических схем в качестве выражения существенных черт некоторой серии реальных экспериментов.

Поскольку в процессе статистической обработки данных наблюдения сравниваются между собой протоколы наблюдений и протокол, фиксирующий среднестатистические данные поведения приборной установки, постольку в результате таких сопоставлений все объекты, взаимодействующие в опыте — испытуемый фрагмент и (квази) приборные подсистемы, — оказываются определенными только по статистически инвариантным признакам. На этой основе выстраивается эмпирическая схема, обобщающая класс определенных экспериментальных взаимодействий. В этом смысле она буквально является схемой такого взаимодействия, изображающей его типические черты, реализующиеся в каждой конкретной экспериментально-измерительной ситуации. Вместе с тем эмпирическая схема может быть рассмотрена не только как модельное представление деятельности эксперимента и измерения, но и объективировано, как изображение естественного природного процесса взаимодействия, в котором испытуемый объект при заданных условиях переходит из состояния О₁ в состояние О₂. Такой ракурс рассмотрения возникает в процессе интерпретации инварианта данных наблюдения при формировании факта.

Итак, эмпирические схемы выступают важным опосредующим звеном между теоретическими схемами и приборными ситуациями реальных экспериментов. Они могут быть получены как “сверху”, при выводе из теоретических законов эмпирических следствий, так и “снизу” как результат перехода от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и фактам. Отношение теоретических схем к эмпирическим и возможность рассмотрения последних в двух ракурсах (как модели экспериментальных ситуаций и как образа естественного природного процесса) позволяет в новом свете рассмотреть и природу теоретических схем. Каждая из них может быть сопоставлена с некоторым классом эмпирических схем (в примере с законом Био—Савара к этому классу относится не только схема опыта с прямолинейным проводом и магнитной стрелкой, но и схемы экспериментов с любыми формами проводников, по которым течет ток, и с любыми видами магнитов).

С этих позиций теоретическую схему можно рассматривать как инвариантное содержание эмпирических схем[27]. Учитывая, что последние выступают как изображение типовых черт экспериментально-измерительных ситуаций, в этом аспекте правомерно рассмотреть и отношения абстрактных объектов теоретической схемы. Тогда они предстанут в форме особого идеализированного эксперимента, выражающие наиболее общие и существенные черты реальной экспериментальной практики.

При анализе теоретических схем с этой точки зрения сразу обнаруживается их “операциональная” сторона. Схема осциллятора, например, выступает как модель, которая выражает существенные черты экспериментов с колебанием реальных маятников, натянутой струны, с периодическим сжатием и распрямлением пружины и т. д.

Предметная сторона всех этих реальных экспериментов в теоретической схеме представлена в форме мысленного эксперимента с материальной точкой, которая отклоняется от положения равновесия и вновь возвращается в исходное положение под действием квазиупругой силы. Фундаментальные схемы, лежащие в основании развитой теории, также можно истолковать как предельно идеализированное изображение типовых черт экспериментальных ситуаций, обобщаемых и предсказываемых в рамках этой теории. Так, максвелловская теоретическая схема может быть рассмотрена как мысленный эксперимент, аккумулирующий в себе существенные характеристики экспериментальных процедур, обобщенных в схемах амперовской электродинамики, кулоновской электростатики и магнитостатики, фарадеевской индукции и др.

Фундаментальная теоретическая схема ньютоновской механики, изображая механическое движение как перемещение материальной точки по континууму пространственных и временных точек системы отсчета под действием сил, представляла собой своеобразный мысленный эксперимент, который содержал самые общие исущественные черты опытов по изучению различных сторон механического движения. В нем были обобщены практические операции перемещения тел по наклонной плоскости, колебания маятника, соударения тел, операции перевода потенциальной энергии в кинетическую при работе машин и т. д.

На эту сторону теоретических схем часто не обращается внимание потому, что в большинстве случаев сама форматеоретической модели как бы маскирует ее операциональную природу. Однако, если провести соответствующий анализ, эта природа сразу предстанет в отчетливой форме. Мы привыкли, например, рассматривать томсоновскую и резерфордовскую модели атома только как изображение некоторых сторон структуры атома. Однако внимательный анализ показывает, что каждая из этих моделей вместе с изображением структуры атома неявно вводит предельно абстрактную схему экспериментальных ситуаций, в рамках которых был выделен и изучался атом как особый фрагмент природы.

В модели Томсона атом изображается в виде осциллятора (положительно заряженная сфера с погруженными в нее электронами, способными отклоняться от положения равновесия), который взаимодействует с падающим на него излучением и способен генерировать излучение. Все основные признаки абстрактных объектов модели Томсона определены через их отношение к идеальному пробному излучению, которое репрезентирует на уровне теоретической модели реальные пучки света, фиксируемые в экспериментах по изучению закономерностей взаимодействия света с веществом. Следовательно, модель Томсона может быть представлена как абстрактное и схематизированное изображение существенных черт таких экспериментов[28].

С аналогичных позиций можно рассмотреть резерфордовскую планетарную модель атома. Она представляет собой теоретическую схему, образованную из следующих, связанных между собой абстрактных объектов: “центра потенциальных отталкивающих сил” (атомное ядро) и “элементарных отрицательных зарядов” (электронов). В этой модели абстрактный объект “атомное ядро” был определен по двум признакам: “нести положительный заряд” и “быть центром потенциальных отталкивающих сил”[29]. Принципиально важно, что последний признак имеет смысл лишь постольку, поскольку предполагается наличие пробного тела — идеальной -частицы, рассеивающейся на “центре потенциальных отталкивающих сил”.

Таким образом, главная отличительная характеристика резерфордовской модели атома — представление об атомном ядре — вводилась через описание мысленного эксперимента по рассеянию на системе ядро-электроны идеальной -частицы. Этот эксперимент выражал существенные особенности реальных опытов по рассеянию на атоме тяжелых частиц, опытов, посредством которых были выявлены реальные особенности структуры атома.

Модель Резерфорда имплицитно содержала в себе идеализированную схему указанных опытов, и эта особенность модели прямо проявлялась в тех физических законах, которые можно было получить на ее основе. Главные уравнения, которые Резерфорд получил, опираясь на планетарную модель атома, и которые позволяли объяснять ипредсказывать результаты реальных экспериментов, были выражением законов рассеяния на атоме тяжелых заряженных частиц.

Таким образом, модели Томсона и Резерфорда можно представить в форме мысленных экспериментов с атомом как осциллятором и с атомом как системой, рассеивающей тяжелые частицы. Каждый из этих экспериментов аккумулирует в себе существенные черты реальной экспериментально-измерительной практики, в рамках которой выявились соответствующие стороны реального атома. Они были объектом изучения в исследованиях Томсона и Резерфорда и представлены в соответствующих моделях атома.

В итоге мы пришли к важному выводу, согласно которому теоретические схемы имеют две неразрывно связанные между собой стороны: 1) они выступают как особая модель экспериментально-измерительной практики и 2) одновременно служат системным изображением предмета исследования, выражением сущностных связей исследуемой реальности.

Этот вывод проиллюстрирован только материалом физики. Тем не менее его формулировка в общей форме вполне оправданна, так как можно показать, что данное утверждение справедливо по отношению ко всем эмпирическим наукам. Правда, на первый взгляд может показаться, что содержание теоретических высказываний таких наук, как астрономия, не может быть истолковано как схема практики, поскольку здесь нет активного вмешательства субъекта в протекание природных процессов как необходимого условия практической деятельности. Однако при ближайшем анализе выясняется, что астрономические наблюдения, проводимые в целях проверки тех или иных теоретических схем, носят характер своеобразных квазиэкспериментальных процедур. В процессе таких наблюдений объекты природы применяются в функции квазиприборных устройств, в результате чего создается характерная для экспериментально-измерительной деятельности приборная ситуация.

Чтобы лучше уяснить это обстоятельство, напомним, что любую экспериментальную деятельность характеризует такое взаимодействие природных фрагментов, при котором они выступают как предметы-носители функционально выделенных свойств. В развитом физическом эксперименте такие предметы изготавливаются искусственно. Ими могут быть установки, приготовляющие пучки частиц с заданными параметрами (приготовляющая подсистема экспериментального устройства), мишени, бомбардируемые этими частицами (рабочая часть), приборы, регистрирующие результаты взаимодействия частиц с мишенью (регистрирующая часть экспериментального устройства).

Однако в функции средств экспериментальной деятельности могут применяться и естественные объекты природы, рассмотренные только со стороны их отдельных свойств. В разобранном выше примере с изучением процессов колебания в экспериментах с маятником Земля как источник тяготения была использована в функции квазиприборной подсистемы, обеспечивающей появление квазиупругой (возвращающей) силы.

Похожая ситуация возникла в опытах Фарадея по электромагнитной индукции, когда обнаружилось свойство магнитного поля Земли порождать э.д.с. в проводниках, пересекающих его магнитные силовые линии. Здесь Земля также использовалась в качестве своеобразной квазиприборной установки. Она рассматривалась только как источник магнетизма, совмещая функции приготовляющей ирабочей части “приборной установки”. Само это свойство Земли было выявлено в предшествующих опытах с ориентацией магнитных стрелок. В рассматриваемых опытах оно было функциональновыделено среди всех других многочисленных свойств Земли, благодаря чему стало возможным использовать нашу планету в функции особого фрагмента приборной ситуации.

Аналогичное использование объектов природы в функции своеобразных приборных устройств можно обнаружить и во многих современных физических опытах. Так, в опытах по исследованию нейтрино, излучаемых Солнцем, последнее рассматривалось как генератор нейтрино (приготовляющая подсистема). Исследование свойств нейтрино предполагало, что их нужно выделить среди других составляющих космического излучения. Для этой цели приборы-регистраторы погружались в шахту, и тогда кора Земли использовалась как особый экран, который задерживал все частицы космического излучения кроме нейтрино.

Систематические наблюдения в астрономии основаны на том же принципе применения естественных фрагментов природы в функции приборных подсистем.

В целях иллюстрации сказанного рассмотрим конкретный пример — наблюдение за рентгеновским излучением Крабовидной туманности, осуществленное в 1964 г. с целью выяснить, каков источник этого излучения[30]. На основе гипотезы о существовании нейтронных звезд было высказано предположение, что источником излучения может быть нейтронная звезда (практически точечный источник для земного наблюдателя), расположенная в Крабовидной туманности. Однако источником излучения мог быть и иной, протяженный источник, связанный с туманностью. Для выяснения характера излучающего источника было использовано покрытие Крабовидной туманности диском Луны. В этот момент было измерено изменение интенсивности сигнала, идущего от рентгеновского источника (рентгеновские счетчики, поднятые на ракетах, регистрировали число -квантов за единицу времени). Эмпирическая зависимость, выявленная при статистической обработке данных наблюдений, показала, что интенсивность излучения уменьшалась не резко, а постепенно.

Нетрудно видеть, что в рамках рассмотренного исследования наблюдатель смог получить информацию о характере излучения Крабовидной туманности лишь потому, что сконструировал из естественных процессов природы приборную ситуацию. Источник рентгеновского излучения, само это излучение и Луна, используемая в качестве своеобразного экрана, выступали в функции приготовляющей и рабочей подсистем “приборного устройства”. Регистрирующая часть была выражена прибором, искусственно созданным в практике. Вся система — “источник рентгеновского излучения в Крабовидной туманности”, “Луна” и “регистрирующие устройства на Земле” — представляли собой своего рода гигантскую экспериментальную установку, функционирование которой позволяло отыскать исследуемую зависимость.

Создание приборной ситуации в процессе эмпирических исследований в астрономии может быть проиллюстрировано и на других фактах. Показательно в этом отношении, например, наблюдение за поляризацией света звезд, проводимое с целью изучения магнитного поля Галактики. Приборная ситуация, которая характеризовала этот опыт, была построена путем выделения в системе взаимодействий природы: а) магнитного поля Галактики иориентированных им частиц в облаках межзвездной пыли; б) света, излучаемого звездой и проходящего через межзвездную пыль; в) приборов, регистрирующих эффекты поляризации. Отношения между совокупностями всех этих объектов можно рассматривать как гигантское квазиэкспериментальное устройство, “работа” которого позволяла выявить эмпирические зависимости, характеризующие магнитное поле Галактики (предмет исследования). В рамках данной ситуации эта “работа” заключалась в том, чтовзаимодействие света и ориентированных частиц межзвездной пыли порождало поляризацию света, по степени которой оказалось возможным судить о напряженности магнитного поля Галактики.

Несколько сложнее установить, как конструировалась приборная ситуация в эмпирических исследованиях астрономии на ранних этапах ее развития. Однако и здесь все происходило аналогичным образом. Так, даже простое визуальное наблюдение за перемещением планеты на небесном своде предполагало, что наблюдатель должен был предварительно выделить линию горизонта и метки на небесном своде (например, звезды), на фоне которых наблюдается движение планеты. Сами по себе эти операции, по существу, представляли небесный свод в виде своеобразной проградуированной шкалы, на которой фиксируется движение планеты как светящейся точки. Причем по мере проникновения в астрономическую науку математических методов градуировка небесного свода становится все более точной и удобной для проведения измерений. Уже к IV столетию возникает Зодиак, состоящий из 12 участков по 30 градусов, как стандартная шкала для описания движения Солнца и планет[31].

Любое систематическое научное наблюдение независимо от того, осуществляется ли оно в процессе эксперимента или вне эксперимента, предполагает конструирование приборной ситуации. Систематические наблюдения можно рассматривать в этом плане как квазиэкспериментальную деятельность. Что же касается случайных наблюдений, то они не достаточны для научного исследования. Они могут стать начальным импульсом к новым исследованиям, но при осуществлении таких исследований должны перерасти в систематические наблюдения. В случайных наблюдениях, как правило, регистрируется некоторый необычный эффект, но неизвестно, какие объекты участвуют во взаимодействии, порождающем данный эффект. Структура приборной ситуации здесь не определена, и неизвестен объект эмпирического исследования. Переход от случайного к систематическим наблюдениям предполагает построение приборной ситуации и четкую фиксацию объекта, изменение состояний которого изучается в опыте. Так, например, когда К.Янский в опытах по изучению грозовых помех на межконтинентальные радиотелефонные передачи случайно натолкнулся на устойчивый радиошум, не связываемый ни с какими земными источниками, то это случайное наблюдение дало импульс серии систематических наблюдений, конечным итогом которых было открытие радиоизлучения области Млечного Пути. Характерным моментом в осуществлении этих наблюдений было конструирование приборной ситуации.

Главная задача здесь состояла в том, чтобы определить источник устойчивого радиошума. После установления его внеземного происхождения решающим моментом явилось доказательство, что таким источником не являются Солнце, Луна и планеты. Наблюдения, позволившие сделать этот вывод, были основаны на применении двух типов приборной ситуации. Во-первых, использовалось вращение Земли, толща которой применялась в наблюдении в функции экрана, перекрывающего в определенное время суток Солнце, Луну и планеты (наблюдения показали, что в моменты такого перекрытия радиошум не исчезает). Во-вторых, в наблюдении исследовалось поведение источника радиошума при перемещении Солнца, Луны и планет на небесном своде относительно линии горизонта и неподвижных звезд. Последние в этой ситуации были использованы в качестве реперных точек (средств наблюдения), по отношению к которым фиксировалось возможное перемещение источника радиошума. Вся эта серия опытов позволила в конечном итоге идентифицировать положение источника с наблюдаемыми в каждый момент времени суток и года положениями на небосводе Млечного Пути.

Характерно, что в последнем шаге исследований К.Янского уже была четко обозначена предметная структура наблюдения, в рамках которой изучаемый эффект (радиошум) был представлен как радиоизлучение Млечного Пути. Было выделено начальное состояние объекта эмпирического знания — положение источника радиошума на небесном своде в момент T1, конечное состояние — положение источника в момент T2 и приборная ситуация (в качестве средств исследования фиксировались: небесный свод с выделенным на нем расположением звезд, линия горизонта, Земля, вращение которой обеспечивало изменение положений радиоисточника по отношению к наблюдателю, и наконец, приборы — регистраторы радиоизлучения). Наблюдения с жестко фиксированной структурой названного типа позволили раскрыть природу случайно обнаруженного эффекта радиоизлучения Млечного Пути.

Таким образом, путь от случайной регистрации нового явления к выяснению основных условий его возникновения и его природы проходит через серию наблюдений, которые отчетливо предстают в качестве квазиэкспериментальной деятельности.

Анализ ситуаций систематического наблюдения, осуществляемого вне эксперимента, позволяет унифицировать подход к эмпирическим основаниям теории и операциональной трактовке теоретических схем. Тогда и теоретические модели астрономии вполне правомерно рассматривать не только как отражение исследуемого объекта, но и как обобщенную схему предметной стороны наблюдения, выступающей в функции экспериментально-измерительных ситуаций, в рамках которых выявлен данный объект.

Как и в любой познавательной деятельности, здесь проявляется фундаментальный принцип, согласно которому объект познания определен лишь относительно некоторой системы деятельности. Познающему субъекту предмет исследования всегда дан в форме практики, и поэтому у него нет иного способа видения действительности, кроме как сквозь призму этой практики. Поэтому во всех слоях научного знания содержится схематизированное и идеализированное изображение существенных черт практики, которое вместе с тем (а вернее, в силу этого) служит изображением исследуемой действительности. Это изображение на каждом из уровней исследования предстает в особой форме. Так, в реальном эксперименте предмет исследования представлен через корреляции взаимодействующих в эксперименте объектов. Например, магнитное действие тока, изучаемое в опытах Био и Савара, задано через отношение реального провода к реальной магнитной стрелке, которая приобретает вращательный момент в период прохождения тока по проводу.

На следующем уровне исследований, в слое эмпирических схем, изучаемый предмет репрезентирован через корреляции эмпирических конструктов, образующих эмпирическую схему. Так, магнитное действие тока в эмпирических схемах Био и Савара было изображено посредством таких конструктов, как прямолинейный провод с током и пробная магнитная стрелка, с указанием их отношений как смысла соответствующей эмпирической формулы. Затем в слое частных теоретических схем исследуемый объект вводится через корреляции абстрактных объектов. В нашем примере это будут абстрактные объекты — “усредненное по некоторому объему магнитное поле” и “порождающая его плотность заряда-тока” (отношения этих объектов составляют смысл закона Био—Савара). Наконец, на уровне фундаментальной теоретической схемы, лежащей в основании развитой теории, предмет исследования представлен через корреляции абстрактных объектов данной схемы (например, магнитное действие тока на уровне максвелловской теории репрезентировано через отношение “вектора плотности тока в точке” к “вектору магнитного поля в точке”, связи которых образуют смысл второй пары уравнений Максвелла).

Каждый из отмеченных уровней репрезентации объекта исследования представляет собой особый слой языка науки, где идеальные схемы предметной стороны экспериментально-измерительной практики выступают как содержательная плоскость, выраженная в соответствующей знаковой форме (рис. 2). Любой из этих слоев языка имеет свои нормы построения и живет своей относительно самостоятельной жизнью, где за счет внутренних законов оперирования со знаками может возникать новое содержание (примером тому может служить хотя бы введение новых абстрактных объектов за счет операций в рамках математического формализма теории).

Связь отмеченных уровней языка науки позволяет вводить соответственно новому содержанию каждого верхнего уровня объекты нижележащих уровней, благодаря чему оказывается возможным прогнозировать практику, предсказывая результаты будущих экспериментов. В сложившейся теории связь между различными уровнями языка достигается за счет особых языковых выражений, которые также входят в состав теории. Посредством этих выражений описывается способ редукции теоретических объектов к объектам нижележащих уровней. Выражения такого типа суть правила соответствия (операциональные определения).

Если учесть, что объекты схем каждого верхнего уровня выступают как инвариантное содержание корреляции объектов нижележащего слоя, описание признаков соответствующих объектов в терминах таких корреляций и составляет суть операциональных определений.

Рис. 2. ЭЗ – эмпирическая зависимость (1,2 – ассимилированная теорией; N – неассимилированная теорией); ЭС – эмпирическая схема; Н_1-n – наблюдения (1-n – условное число наблюдений); ПС – приборная ситуация; – предсказуемый теоретический закон и соответствующая Т. схема; – предсказуемая эмпирическая зависимость, эмпирическая схема, наблюдения и приборная ситуация.

На эту сторонуобычно не обращают достаточного внимания, потому что при анализе связей теории и эмпирии в лучшем случае выделяют лишь два уровня — эмпирический итеоретический, но сами эти уровни уже рассматриваются недифференцированно.

Между тем вне дифференциации каждого из уровней знания нельзя понять структуру правил соответствия, которые обеспечивают связь теоретических терминов с опытом. Анализ этой связи всегда был в центре внимания как философов и методологов, так и физиков.

Хорошо известно, что основоположник философии операционализма, известный американский физик П. Бриджмен, в свое время развивал концепцию, согласно которой правила соответствия представляют собой определения физических величин в терминах реальных измерений и должны быть тождественны описанию измерительных ситуаций, проводимых с определенным типом реальных экспериментальных устройств. На этой основе возник главный тезис операционализма: “Понятие есть синоним соответствующей совокупности операций”[32].

Концепция операционализма была подвергнута критическому анализу как с философских, так и с логико-методологических позиций[33]. Было выявлено главное противоречие, к которому приводит указанная концепция. Это противоречие заключается в следующем. Одна и та же физическая величина может быть измерена различными способами, и если ее определять через описание реальной экспериментально-измерительной процедуры, то появляется множество различных определений величины и нужно специально доказать, что это — определения одной и той же величины. Например, рецепт измерения расстояний путем использования жесткой линейки и радиолокационным способом различен, но физическая величина, обозначающая расстояние, в обоих случаях одна и та же.

В самом же указании на определение физических величин через реальные процедуры измерения не содержится правил отождествления таких измерений. Поэтому, если принять концепцию операционализма, то нужно считать, что одна и та же величина, измеренная разными способами, суть две разные и неотождествимые величины.

В добавление к сказанному отметим, что определение величин по рецепту, первоначально предложенному Бриджменом, может определить лишь смысл этих величин внутри эмпирического слоя исследований. Но этот рецепт не позволяет решить главную задачу: перейти от эмпирического уровня к теоретическому и наоборот.

В развитой науке, сформировавшей теоретический уровень исследований, величины, которые фигурируют в теории и связаны с опытом, имеют два смысла — эмпирический и теоретический. Их теоретический смысл соответствует признакам и корреляциям абстрактных объектов теории, а их эмпирический смысл — корреляциям эмпирических объектов, отображенных на реальные предметы экспериментально-измерительных ситуаций. Например, в теории Максвелла величина Н, обозначающая напряженность магнитного поля в точке, получает определения через отношения к векторам Е (напряженность электрического поля), J (плотность заряда-тока), В (магнитная индукция) и D (электрическая индукция). На эмпирическом уровне величина магнитного поля в точке определяется иначе. Она может быть задана, например, через поворот магнитной стрелки в опыте Био—Савара или через отдачу катушки Гельмгольца при измерениях величины магнитного поля в других аналогичных опытах. Чтобы связать эти два смысла физической величины, нужно уметь переходить от абстрактных объектов теории к объектам, которыми оперирует экспериментатор. Одним только описанием операций реального измерения такие переходы не обеспечиваются. Характерно, что Бриджмен вынужден был признать, что значение теоретических терминов не может быть сведено к описанию измерений, проводимых в реальном эксперименте[34].Тогда он расширил понимание операциональных определений и включил в их состав так называемые “бумажно-карандашные” операции (вычисления, производимые в рамках мысленного эксперимента и необходимые для перехода от величин теоретического уровня к результатам опыта). Но при этом само понимание операциональных определений стало расплывчатым, и их структура осталась невыясненной. Недостатки бриджменовской концепции породили настороженное отношение некоторых философов и логиков к самому понятию “операциональные определения”. Высказывалось даже мнение, что операциональных определений вообще не существует в научной теории. Такую концепцию развивал, например, М. Бунге. Правильно отмечая ограниченность бриджменовского подхода к анализу правил соответствия и критикуя философию операционализма, Бунге заключил, что “человек и его операции... не имеют места при отображении физической реальности в понятиях” и что операциональные определения “вообще никогда не существовали” в теории[35].Столь “радикальная критика” бриджменовской концепции операциональных определений полагает, что в ней вообще не имеется рациональных моментов. На наш взгляд, такая оценка является односторонней. Из факта несводимости теоретических понятий к операциям измерениям еще не следует, что понятия вообще не содержат никакой операциональной компоненты и что теория может обойтись без операциональных определений.

Отбрасывая термин “операциональные определения”, М. Бунге говорит о правилах отображения теории на объекты опыта, о согласовании теории как целого с опытными данными. Но тогда возникает вопрос: в чем заключаются такие правила и как обеспечивается связь теории с опытом?

Дело не в том, чтобы заменить термин “операциональные определения” другим термином, который характеризует рецептуру связи тех или иных теоретических понятий с опытом, а в том, чтобы проанализировать структуру операциональных определений, раскрыть природу правил соответствия, связывающих теорию с опытом.

Бунге, по существу, ушел от решения этих вопросов и во многом потому, что сама “философия реализма”, которую он отстаивает и развивает, наряду с ее положительным содержанием (признание объективной реальности и ее отражения в понятиях) страдает рядом ограниченностей. Одним из них является игнорирование практически-деятельностной основы теоретического освоения объектов, того, что объект всегда дан познающему субъекту в форме практики. Этим и продиктован вывод Бунге, что отражение физической реальности в понятиях не имеет отношения к операциям человеческой деятельности. В свою очередь, такая установка закрывала путь к анализу структуры правил соответствия.

Недостаточно детальный анализ структуры правил соответствия теоретических величин и наблюдений часто приводит к неточностям методологического характера даже в весьма известных и квалифицированных работах. Так, Л.И. Мандельштам в своих интересных и насыщенных глубокими философскими размышлениями лекциях по квантовой механике справедливо указывал, что всякая физическая теория включает не только математический аппарат, но и рецепты связи физических величин с опытом. Однако в самой характеристике таких рецептов он допустил определенную неточность. Интуиция физика подсказывала ему, что связь теории с опытом не может быть осуществлена вне учета специфики реальной экспериментально-измерительной деятельности. Поэтому Мандельштам определил рецепты связи с опытом величин, которые представлены в уравнениях теории, как “конкретные операции с конкретными вещами”, когда выбираются “конкретные вещи в качестве эталонов” и применяются “конкретные измерительные процессы — определение координаты, времени и т. д. при помощи твердых масштабов, часов и т. д.”[36]. Такое определение допустимо только как указание на необходимость учесть в теории особенности реального опыта, но без дальнейших уточнений оно становится тождественным определению, которое было дано в ранних работах Бриджмена. Реальные измерительные процедуры действительно предполагаются рецептами связи физических величин с опытом, но такие рецепты не сводятся к указанным процедурам. Правда, если внимательно ознакомиться с конкретными примерами указанных рецептов, которые приводит Мандельштам для разъяснения высказанного им тезиса, то обнаруживается чрезвычайно интересный и важный момент. Оказывается, рецепты связи физических величин теории с опытом — это описание не реальных, а идеализированных измерительных ситуаций, которые соответствуют реальным ситуациям эксперимента и измерения.

В этом заключается одна из важных особенностей правил соответствия. Именно за счет таких мысленных экспериментов и идеализаций устанавливается связь между реальными измерениями и теоретическими объектами.

Ключ к расшифровке правил соответствия и смысла операциональных определений состоит в учете основных уровней схематизации эксперимента в языке науки и в понимании того факта, что объект каждого верхнего уровня выступает в качестве характеристики корреляций объектов соответствующего ему “нижнего” слоя языка. Причем переход от эмпирического уровня к теоретическому всегда предполагает идеализацию и замещение реальной схемы эксперимента идеализированной схемой. Идеализация позволяет отделить существенные характеристики изучаемых в эксперименте взаимодействий от случайных и заменяющих факторов, благодаря чему операционально определяемые термины теории предстают как выражение существенных признаков и отношений указанных взаимодействий. Следы всех этих достаточно сложных операций можно обнаружить при анализе смысла конкретных операциональных определений физических величин. Так, операциональное определение напряженности электрического поля как термина уравнений Максвелла дается не через описание измерений с применением реального прибора, например электрометра (как это часто считают), а через описание отношений электрического поля в точке к пробному заряду. В свою очередь, “электрическое поле в точке” и “пробный заряд” — это конструкты, типичные для частных теоретических схем теории Максвелла, в которых характеризуются отношения зарядов и электрического поля. Что же касается определений данных конструктов (таких, как пробный заряд), то эти определения выступают уже в качестве характеристики особых корреляций эмпирических объектов. Например, пробный заряд — “это такое воздействие одного массивного заряженного тела на другое, при котором в силу малости обратного воздействия второго тела на первое можно пренебречь этим воздействием” (идеализация реаль