«Научные войны»: 19-ый век

Вольное изложение лекций 9 — 12 курса Стивен Голдман, Научные войны: Что знают ученые и как они это узнают (Steven L. Goldman, Science Wars: What Scientists Know and How They Know It).

В девятнадцатом веке натурфилософы переименовали себя в ученых. Одной из целей на этом пути являлось полное и окончательное отделение науки от философии. Философы в течение тысячелетий не могли договориться между собой и предполагалось, что научное знание принципиально отличается от знания в философии. По иронии судьбы ученые девятнадцатого века с увлечением посвятили много времени именно философскому вопросу о природе знания. Кульминацией философских размышлений ученых девятнадцатого века стала «научная война» между Махом и Больцманом о том, существуют ли атомы (в итоге Больцман повесился).

Большим интеллектуальным потрясением девятнадцатого века явилось открытые неевклидовых геометрий. Существование неевклидовых геометрий означало окончательное крушение надежд на единственность логически непротиворечивого объяснения мира. Подход Канта с введением априорных синтетических утверждений также потерпел крах, поскольку разум оказался в состоянии создать несколько внутренне логически непротиворечивых описания пространства, которые в то же время были несовместимы между собой. Под вопросом оказались сами основы математики. То ли математики открывают вечные математические объекты (математический платонизм), то ли математики изобретают математические объекты. Вопрос остался неразрешенным до сих пор.

В чем сущность научной теории? В том, что она описывает то, что существует в действительности, или в том, что она приносит полезные результаты? Хорошим примером в этом отношении является вопрос о сущности тепла. В конце восемнадцатого — начале девятнадцатого века шли ожесточенные обсуждения между учеными о том, существует ли теплород или тепло связано с движением. В 1979 году Бенджамин Томпсон (граф Румфорд) провел эксперимент, который вроде бы однозначно показывал, что движение превращается в тепло (решающий эксперимент в терминологии Бэкона). Тем не менее споры о сущности тепла продолжились до середины девятнадцатого века, когда было сформулировано первое начало термодинамики. Решающий эксперимент почему-то не убедил сторонников теории теплорода непосредственно.

В 1822 году Фурье в статье, посвященной математическому анализу теплопереноса, заявил, что его уравнение работает в независимости от точки зрения на теорию теплорода. Согласно Фурье математические уравнения не объясняют природу происходящего, они просто эффективно описывают результаты. Джеймс Клерк Максвелл при разработке теории электромагнетизма в конце концов присоединился к точке зрения Фурье. Максвелл писал, что он не знает, что такое электромагнитное поле, но это не имеет значения: уравнения прекрасно описывают все электромагнитные явления. Что ж еще хотеть?

В девятнадцатом века ученые осознали историчность самой науки и историчность того, что называют научным знанием. В картине мира Ньютона бог периодически вмешивался в свое творение, причем Ньютон пришел к этому выводу при анализе своих законов механики. В механике Лапласа мир после создания развивался сам по себе без вмешательства бога. В двадцатом веке в теории относительности концепции пространства и времени были радикально изменены, появилась теория Большого взрыва и далее инфляционные модели Вселенной. Научная картина мира не является постоянной — она меняется во времени. Во второй половине девятнадцатого века историчность науки была перенесена на сам мир (теория эволюции Чарльза Дарвина и Альфреда Уоллеса): меняется не только взгляды ученых, но сам мир развивается во времени.

Другой вопрос, часто обсуждаемый в девятнадцатом веке, был связан с активностью разума. Введение первичных и вторичных качеств показало, что человеческие чувства не передают всю информацию о мире. Помимо воспринимаемого мира есть другая фундаментальная реальность, которая существенно отличается от того, что воспринимает человек. Человек видит и ощущает, что Земля неподвижна, а Солнце вращается вокруг Земли, на самом же деле Земля вращается вокруг Солнца с огромной скоростью. Какова роль разума на пути получения такого заключения? Играет ли разум нейтральную роль и просто позволяет узнать, что есть на самом деле, либо разум играет активную роль, формируя например априорные синтетические суждения по Канту.

Активным сторонником историчности знания и активности разума был Уильям Уэвелл (William Whewell), который ввел в обиход термин ученый (scientist). В своих работах (например Философия индуктивных наук, основанная на их истории) Уэвелл ввел свое понятие индукции и доказывал, что разум активно участвует в формировании научных концепций. Уэвелл в отличие от Канта говорил, что априорные синтетические суждения не являются неизменными, а что они меняются по ходу научной истории.

Другие ученые, например лорд Кельвин и Джон Гершель (John Herschel) отстаивали точку зрения, что разум играет нейтральную роль и что разум на основании неполной информации от органов чувств позволяет восстановить полную картину того, что есть на самом деле. Они отстаивали метод индукции, близкий к пониманию Бэкона.

Во второй половине девятнадцатого века физические теории стали описываться изощренными математическими методами. Как следствие вспыхнули новые дебаты о соотношении между физической реальности и миром, воспринимаемым человеком. Ряд известных физиков конца девятнадцатого века (Эрнст Мах, Пьер Дюгем, Генрих Герц) выступали за то, что мир, воспринимаемый человеком, и есть фундаментальная реальность. Роль математических концепций физики заключается только в том, чтобы получать полезные следствия на уровне наблюдаемого мира. В то же время математические концепции полезных теорий не означают, что в мире существуют сущности, соотвествующие таким концепциям. Голдман также упоминает в этом отношении популярную в те времена книгу Джона Сталло, Концепции и методы современной науки (J.B. Stallo, The Concepts and Methods of Modern Physics).

Критика Дюгема строилась на основании возможности создания разных теорий, которые соотвествуют тем же самым экспериментальным данным. По Дюгему не существует логической необходимости в пользу выбора той или иной теории (тема также стала популярной во второй половине двадцатого века). Научное знание принципально носит предположительный характер и как следствие наука и религия не противоречат друг другу. Показательный пример неоднозначности научных концепций можно найти в книге Генриха Герца, Принципы механики, изложенные в новой связи. В ней Герц для объяснения механики вводит скрытые и невидимые массы и тем самым предлагает третью концепцию механики в дополнение к механистическому и энергетическому описанию. С математической же точки зрения все рассмотрения полностью эквивалентны.

В заключение я вернусь к спору между Махом и Больцманом. Можно ли сравнить это противостояние с конфликтом между Галилеем и церковью? Можно ли сказать, что в этом споре Больцман играл роль Галилея? Подходит ли Мах на роль кардинала Беллармино? Кто играл роль церкви в данном споре?

См. также

«Научные войны»: Лекция 1
«Научные войны»: 17-ый век
«Научные войны»: 18-ый век
«Научные войны»: 20-ый век

Пьер Дюгем: Сохранить феномены

Пьер Дюгем о границе науки

От веры в науку к воле к власти

Лорд Кельвин против дарвинизма (по-английски): Darwin and Kelvin

Обсуждение

http://evgeniirudnyi.livejournal.com/104998.html

https://www.facebook.com/evgenii.rudnyi/posts/725837970883958


Comments

One response to “«Научные войны»: 19-ый век”

Comments are now closed
  1. Это все вопросы описания объекта. Можно вполне построить астрономию, основанную на том, что все вращается вокруг головы наблюдателя, даже если он трясется в электричке из Рязани в Тамбов. Просто сложность и запутанность этого описания превышают необходимые пределы, и предположение о том, что Земля вращается вокруг Солнца (реально, вокруг центра масс) существенно упрощает описание.
    Следует добавить, что в 19 — 20 веках математика становится фактически экспериментальной наукой.