mikeura во время обсуждения ‘Сохранить феномен «Я вижу кошку» (см. ниже) задал вопрос, что, собственного говоря, я понимаю под термином сохранить феномен. Для того, чтобы более точно понять знание выражения, увиденного мной у Фейерабенда и ван Фраассена, я прочитал книгу Пьера Дюгема Сохранить феномены. Как оказалось, выражение имеет долгую и поучительную историю, которая к тому же открывает новую сторону в истории перехода от системы Птоломея к системе Коперника.
В своей книге Дюгем ставит вопрос о связи физической теории, выраженной на языке математики, с метафизикой. До научной революции семнадцатого века математика интенсивно использовалась только в астрономии, поэтому Дюгем говорит, что его вопрос до семнадцатого века заключался в связи между астрономией и физикой. Далее Дюгем рассматривает данный вопрос в историческом контексте с древних греков до Кеплера и Галилея. Разбиение истории в книге Дюгема следующее:
- древние греки,
- арабские и еврейские физики,
- средневековые схоласты,
- эпоха Возрождения до Коперника,
- Коперник и Ретик,
- от публикации книги Коперника до григорианской реформы календаря,
- от григорианской реформы до процесса против Галилея.
Итак, люди наблюдали движение звезд и Солнца. Это движение было связано с событиями на Земле, и возникал вопрос предсказания, когда определенное положение звезд и Солнца повторится. Описание звезд как таковых проблем не вызывало, но среди звезд было несколько небесных тел (планет), движение которых существенно отличалось от движения остальных звезд.
Движение планет можно аккуратно описать путем введения эпициклов или эксцентриков. На этом пути возникал вопрос, какое значение следует придать введенным эпициклам или эксцентрикам. Кстати, одной из первой неожиданностью, с которой столкнулись греки, являлось неоднозначность выбора математического описания. Движение планет и Солнца хорошо описывалось путем введения или эксцентриков или эпициклов: точность описания двух разных математических формализмов была одинакова.
Отношение к математическому формализму было неоднозначным. Можно выделить две главные позиции, которые я буду характеризовать ниже как реализм и антиреализм. Должен отметить, что в книге Дюгема последний термин не используется. Позиция антиреалистов (например Птоломея) выражалось в том, что не следует приписывать физического смысла членам математических уравнений, уравнения должны сохранить феномен и все. Смысл имеет только движение планет, физического смысла в эпициклах или эксцентриках нет. Математики должны только найти наиболее простое математическое описание для сохранения феноменов (в данном контексте движения планет), размышлять о физическом смысле компонентов математических уравнений просто глупо. Если уравнение работает, то цель достигнута.
Позиция реалистов была противоположной. Она заключалось в том, что поскольку математическое уравнение описывает реальность, то все, что включено в математическое уравнение имеет отношение к реальности. Далее позиция реалистов в отношении эпициклов и эксцентриков разделялась. Одни говорили, что эпициклы или эксцентрики физически существуют. Другие же говорили, что поскольку и эпициклы, и эксцентрики противоречат физике, то они должны быть изгнаны из истинной научной теории.
Важно отметить, что эпициклы Птоломея противоречили физике Аристотеля. Данное противоречие не играло никакой роли для антиреалистов, которые с увлечением на протяжении истории занимались усовершенствованием системы Птоломея. Для реалистов же это противоречие было буквально бельмом на глазу. В книге Дюгема описывается как по ходу истории реалисты предпринимали периодические атаки на эпициклы Птоломея. Все заканчивалось однако тем, что противники эпициклов в конце своих рассуждений говорили, что в будущем эпициклы будут несомненно изгнаны из физики, поскольку физика Аристотеля никаких эпициклов не позволяет. Тем не менее, практической альтернативы эпициклам не предлагалось.
Некоторое утешение любители истинной физики находили в том обстоятельстве, что возможности человека по познанию мира явно ограничены подлунной сферой. Познание реальных процессов в небесной сфере (за пределами Луны) не представлялось возможным в силу ограниченности человеческого разума. С этой точки зрения сохранение феноменов в небесной сфере путем введения эпициклов представлялось необходимым злом в силу несовершенства имеющегося в наличии разума.
С точки зрения борьбы сторонников Аристотеля против эпициклов введение круговых орбит Коперником видится совершенно в другом свете. В определенном смысле можно даже сказать, что Коперник нашел решение, которое долго искали поколения перипатетиков. Правда, в теории Коперника также остались эпициклы, а движение Земли в смысле реализма наносило сильный удар по физике Аристотеля с другой стороны. В данном случае решение Тихо Браге можно рассматривать как неплохой компромисс для реалистов: разрешить планетам вращаться вокруг Солнца, но при этом оставить Землю в буквальном смысле слова неподвижной
С точки зрения антиреалистов, которых также было немало во все времена, теория Коперника давала определенные преимущества. Следует отметить, что именно система Коперника сыграла важную роль в григорианской реформе календаря. Тем не менее, получилось так, что обсуждение системы Коперника постепенно скатилось на рельсы реализма. Одним из толчков к такому повороту событий было решение Лютера о том, что к разрешению проблем о допустимых математических теорий следует привлекать Библию. Если в Библии написано, что Земля неподвижна, то допустимы лишь те математические теории, которые оставляют Землю в буквальной смысле слова неподвижной. Все остальные математические описания должны быть исключены из рассмотрения как еретические. Лютер по всей видимости не было знаком с историей сохранения феноменов.
С другой стороны, сторонники системы Коперника также заняли бескомпромиссную позицию реализма. Если в математической теории Коперника Земля вращается вокруг Солнца, то это вращение следует понимать только в буквальном смысле слова. Наиболее известными сторонниками такой позиции были Галилей и Кеплер. Старания антиреалистов не увенчались успехом и в конце концов борьба реалистов с разным видением устройства мира привела к тому, что католическая церковь официально осудила Галилея.
Сам Дюгем занимал позицию антиреализма. Для него научная теория должна только сохранить феномены и с точки зрения Дюгема наука должна быть полностью отделена от метафизики. Последнее означает, что с одной стороны метафизическая позиция не должна приниматься в учет при выработке математического формализма, с другой сохранение феноменов научной теорией не должно быть использовано для доказательства истинности определенной метафизической позиции. Мораль изложенной истории Дюгем видит в том, что хотя Галилей и Кеплер ошибались в справедливости реализма математической теории, работы обоих ученых показали, что научное описание должно быть одним для всего мира, как подлунного, так и небесного.
С моей точки зрения Дюгем не совсем прав. Для научной революции семнадцатого века подчеркивание реализма математических теорий сыграло крайне важную роль. Именно реализм по-моему привел к формулировке концепций законов природы в современном понимании. Конечно, в начале двадцатого века, во времена когда Дюгем написал свою книгу, все уже выглядело иначе. За время от Ньютона до Дюгема поменялось несколько метафизических представлений о природе реальности, основанных на реализме изобретенных уравнений физики. Абсолютное пространство было отвергнуто, теория относительности показала, что вопрос вращения сводится к выбору системы координат, причем этот вопрос невозможно отделить от наблюдателя, масса потеряла свою абсолютность. Реализм сделал свое дело и можно было вернуться обратно к мудрости антиреализма.
Хорошим примером антиреализма Дюгема служит атомизм. Во времена написания книги Дюгем оставался пожалуй уже одним из немногих физиков, которые призывали трактовать молекулярно-кинетическую теорию в духе антиреализма. Тем не менее, прошедшие сто лет показали прозорливость позиции Дюгема. Давайте рассмотрим положение квантовой механики в настоящее время. Положение с квантовой механикой крайне напоминает рассмотрение эпициклов во времена схоластов. Антиреализм сводится к позиции «заткнись и вычисляй». Действительно, теория позволяет путем вычислений заработать еще больше денег. Что же еще нужно? Реалистам помимо денег нужно познать истинное устройство мира. На этом пути часть реалистов отвергает существующие уравнения квантовой механики, поскольку они не согласуются с принятой ими метафизической картиной мира. Эти реалисты упорно хотят найти скрытые параметры, которые позволят согласовать квантовую механику с их видением устройства мира. Другие реалисты верят в реальность волновой функции и на этом пути они торжественно утверждают о множестве параллельных вселенных, которые следуют из реалистической трактовки волновой функции. Позиция Дюгема с этой точки зрения выглядит сегодня совсем иначе, чем в момент написания книги в 1908 году.
Мне книга крайне понравилась и я рекомендую ее всем, кто интересуется историей науки и вечными вопросами на тему, что же такое наука и как следует к ней относиться. К сожалению книга не переведена на русский язык, поэтому для ее прочтения требуется знание иностранных языков.
P.S. В книге Дюгема утверждается, что предсказания движения планет у Коперника были более точные, чем у Птоломея. Это не согласуется с утверждением в статье Owen Gingerich: см. Мифы о теории Коперника.
Кеплер был реалистом и он считал, что математическое описание должно согласовываться с физикой и Библией, поскольку физика не может противоречить Библии. Дюгем не стал подробно описывать взгляды Кеплера, но из книги следует, что они были неординарны.
Информация
Pierre Duhem, To Save the Phenomena, An essay on the idea of physical theory from Plato to Galileo. The University of Chicago Press, 1969.
Обсуждение
http://evgeniirudnyi.livejournal.com/99449.html
10.05.2015 Сохранить феномен «Я вижу кошку»
Мои комментарии из обсуждения c mikeura.
Я всего лишь хочу, чтобы нейрофизиология (то есть наука) объяснила наблюдаемый феномен.
Проекция восприятия действительно сохраняет феномен. Проблема в том, что для проекции восприятия нет соответствующей теории. Может быть она появиться и тогда можно будет говорить о сохранении феномена. В настоящей же момент в нейрофизиологии сам феномен «Я вижу кошку перед собой» просто напросто пропадает. Он по сути объявляется иллюзией, которую нет необходимости объяснять.
Я всего лишь хочу, чтобы объяснение сохранило феномен. В случае модели Коперника феномен сохраняется — для меня ведь наблюдаемый феномен заключается в том, что Солнце вращается вокруг Земли и это сохраняется в рамках модели Коперника.
Если вы посмотрите обсуждение в те времена, то вы увидите, что проблема сохранения феномена — человек видит неподвижную Землю и вращающееся Солнце — была тогда одной из центральных. Соответственно, согласно убеждению физиков тех времен, феномен был сохранен.
Во-первых, во времена предшествующие научной революции было прекрасно известно, что «реальность не совпадает с тем, что мы воспринимаем непосредственно». Всем было понятно, что фундаментальной реальностью является Бог, которого человек непосредственно воспринимать не может.
Во-вторых, вы должны понимать, что так называемое физическое пространство выведено из феноменальных восприятий. В этом случае считать, что существует реальное и фундаментальное пространство как-то не логично. У вас почему-то получается, что феноменальное восприятие нереально, а вот нейроны в мозгу почему-то является фундаментальной реальностью. Только непонятно, откуда вы это узнали.
http://evgeniirudnyi.livejournal.com/90375.html
17.05.2014 Пьер Дюгем о границе науки
Информация из книги ‘Энтропийное сотворение: религиозные контексты в термодинамике и космологии’, глава 5 Concepts of the Universe (Концепции Вселенной).
В дискуссии о тепловой смерти Вселенной было не только «За» и «Против». Позиция ряда мыслителей могла быть выражена как «Бессмысленно». В этом отношении я опишу позицию Пьера Дюгема. Он привлек мое внимание, поскольку во-первых он известный термодинамик, который много сделал для того, чтобы превратить термодинамику в ту науку, которую мы сегодня знаем. Во-вторых, как оказалось, он был добропорядочным католиком, который не стеснялся говорить о своей вере.
Дюгем стоял на позитивистских позициях и выступал против метафизики. Как следствие он отрицал возможность познания бога посредством натуральной теологии. Следует отметить, что отцы термодинамики как раз опирались на положение натуральной теологии (изучение творения позволяет лучше понять творца), когда они поспешили связать тепловую смерть Вселенной с существованием бога.
Дюгем придерживался тезиса независимости между наукой и религией. Согласно Дюгему научные результаты не могут ни поддержать, ни опровергнуть теологические взгляды о боге. Дюгем считал, что когда ученые начинают говорить об опровержении или поддержке религии на основании полученных научных результатов, ученые просто выходят за допустимые границы науки и незаметно для себя переходят в область метафизики.
Дюгем говорил, что абсурдно использовать термодинамику для предсказания событий далекого прошлого или далекого будущего. Он утверждал, что вполне возможно создать такую теорию термодинамики, которая будет полностью согласована с имеющимися экспериментальными данными и в то же время будет предсказывать увеличение энтропии вселенной в течение ста миллиона лет и затем уменьшения энтропии в последующие ста миллионов лет.
В общем случае Дюгем разделял физику и космологию между собой. Космология по Дюгему была частью философии (метафизики) и опять же результаты физики никак не могли повлиять на принятые космологические взгляды.
«Физическая теория никогда не сможет не подтвердить, не опровергнуть притязаний космологии. Утверждения одной доктрины никогда не смогут быть выражены в терминах другой доктрины, а между двумя утверждениями несводимыми к тем же терминам не может быть ни согласия, ни противоречия.»
Чтение про взгляды Дюгема напомнило мне борьбу ван Фраассена против метафизики в наше время. В первой лекции своей книге Позиция эмпиризма (The Empirical Stance) ван Фраассен начинает рассмотрение с невинного на первый взгляд вопроса «Существует ли вселенная (world)». Переведу пару абзацев из ван Фраассена, поскольку по-моему они подходят к позиции Дюгема.
‘Не является ли ответ очевидным для нас? Мы часть экосистемы Земли, которая входит в Солнечную систему, а она является частью галактики Млечный путь, и т.д. Естественно, что у такого ряда есть конец. И именно это мы условились называть вселенной.
Ой-ой-ой… В момент когда мы выразили такой ответ в явном виде, нам следует вспомнить про знаменитые доказательства существования Бога. В них как правило доказывалось, что что-то существует, и далее доказательство заканчивалось словами ‘мы условились называть это Богом’. Такие аргументы в настоящее время однако считаются бездоказательными.’
‘Существует ли вселенная в действительности является традиционным вопросом метафизики. В действительности этот вопрос объединяет три вопроса: Что такое вселенная? Существует ли вселенная? Существуют ли возможно другие вселенные?’
Предлагайте ваши варианты ответов.
Helge Kragh, Entropic Creation: Religious Contexts of Thermodynamics and Cosmology, 2008