Бас ван Фраассен: Окна, машины и измерения

Во второй части книги Научное представление: Парадоксы перспективы (Bas C. van Fraassen, Scientific Representation: Paradoxes of Perpectives, Part II: Windows, Engines, and Measurement) ван Фраассен переходит к рассмотрению научных инструментов и измерений. Он защищает точку зрения, что научные инструменты являются машинами создания новых эффектов и что измерения являются разновидностью представления.

Окно в невидимый мир?

После открытия микроскопа в научном мире прижилась устройчивая аналогия, в которой микроскоп является окном в невидимый мир. Таким образом, ученые при использовании научных инструментов расширяют возможности органов чувств и получают возможность изучать недоступные ранее явления.

Ван Фраассен возражает против такой аналогии. С его точки зрения, подобный подход к научным инструментам накладывает слишком узкие ограничения для интерпретации эмпирических результатов, а аналогия «окно в невидимый мир» несет в себе слишком много метафизической нагрузки.

Ниже я опишу позицию ван Фраассена своими словами, как я ее понимаю, то есть изложение не будет прямо соответствовать содержанию главы.

Ван Фраассен хочет избежать введения метафизических конструкций всеми возможными способами. В качестве исходной точки отсчета ван Фраассен исходит с позиции здравого смысла: мы живем в небольшом мирке, который нас окружает, и у нас есть вполне определенное ценностное отношение к этому миру. Важно подчеркнуть, что не ощущения человека и ментальные конструкции, а именно такой мирок задает уровень отсчета. Ситуация, когда человек берет в руки микроскоп и смотрит в окуляр хорошо знакома и принадлежит именно такому небольшому мирку. Реальность микроскопа, человека, того, что человек видит в микроскопе не подвергается сомнению.

Аналогия «окно в невидимый мир» неявно предполагает, что исходный человеческий мирок не является фундаментальной реальностью: существуют другие более базовые конструкции, в рамках которых возникает наш мирок. В свою очередь это, например, приводит к заявляениям физиков о реальности квантового поля в качестве фундаментальной реальности и иллюзорности сознания. Получается, что на первый взгляд невинная аналогия является источником современных метафизических фантазмов (коготок увяз, всей птичке пропасть).

Предлагаемая аналогия со стороны ван Фраассена — научный инструмент как машина создания новых эффектов — позволяет избежать появления скрытых побочных метафизических предположений о существовании. Она также более соотвествует историческому описанию произошедшего и эмпирическому рассмотрению в рамках небольшого окружающего нас мирка. Были люди, которые придумали научные инструменты, и после этого стало возможно изучение новых получаемых посредством инструментов эффектов.

Я возвращаюсь к описанию главы. При рассмотрении микроскопа ван Фраассен строит свою аргументацию следующим образом. Он заявляет, что видимый образ нельзя путать с вещью, и на этом пути он начинает свой анализ с рассмотрения радуги. Основное отличие радуги от вещи заключается в отсутствии определенного пространственного расположения: два человека с разных позиций наблюдения видят радугу в разных пространственных положениях. В результате ван Фраассен называет являение радуги коллективной галлюцинацией (если вам такой термин не нравится, можете заменить его на оптическую иллюзию). Затем ван Фраассен возвращается к микроскопу и показывает, что наблюдаемое в микроскопе похоже на радугу. Разница заключается в том, что изображение в микроспопе ближе к отражению дерева в пруде. Отражение дерева также можно назвать коллективной галлюционацией, но в этом случае визуальный образ на поверхности пруда соответствует вещи — дереву на берегу пруда. Таким образом, в случае микроскопа возможно обсуждение о соотвествии наблюдаемой коллективной галлюцинации некоторой вещи.

Проблема координации

В этой главе ван Фраассен переходит к рассмотрению следующего вопроса. Мы смотрим на уравнение из физики (pV = nRT) и говорим, что есть три физические величины: давление, объем и температура. Вопрос состоит в том, каким образом осуществляется переход от формальной математической функции в исходном математическом уравнении к реальности, которая нас окружает.

Трудность при рассмотрении заключается в том, что два вопроса:

  • Что можно считать измерением физической величины X;
  • Что такое физическая величина X;

завязаны друг на друга и на уровне абстрактного мышления их невозможно разделить. Приведу такой пример. Мы смотрим на термометр, который показывает температуру T и объявляем фактом утверждение, что температура равна T. Однако объявленный факт опирается на теорию функцинирования термометра, а таковая далеко не является тривиальной.

Трудность можно преодолеть в рамках исторического контекста. На этом пути можно представить себе два разных пункта рассмотрения.

  • Проблема не появляется при рассмотрении вопроса в исторической ретроспективе с точки зрения существующей стабильной научной теории.
  • Проблема также не возникает при рассмотрении конкретного исторического процесса изнутри, поскольку процедура измерения всегда опирается на измерения других физических величин, рассматриваемых без дальнейшего обсуждения.

В главе ван Фраассен иллюстрирует свои положения при рассмотрении истории термометра, изложенное Махом, и измерения времени в изложении Пуанкаре.

Измерение как представление

В двух последних главах второй части (Measurement as Representation: 1. The Physical Correlate и Measurement as Representation: 2. Information) ван Фраассен более детально анализирует процесс измерения. Я не буду на этом оставливаться и отмечу только хорошее изложение, сопровождаемое интересными примерами и многими ссылками. Рабочее определение измерения, к которому приходит ван Фраассен, соотвествует нахождению состояния системы в логическом пространстве, задаваемом теорией.

С моей точки зрения, важным результатом глав является введение понятий модель данных (data model) и сглаженная модель (surface model). Хотя изначально обсуждается отдельное измерение, в реальности проводится много измерений, поскольку результаты измерения содержат ошибки измерения. Последние могут быть проанализированы при статистической обработке исходных экспериментальных данных. Модель данных таким образом дает нам представление об случайных и возможно систематических ошибках, которые присутствуют в результатах измерений. Далее экспериментальные точки сглаживаются и получается некоторая усредненная поверхность, которую ван Фраассен называет сглаженной моделью измерений. Так вот, сравнение теории с экспериментом проходит на уровне модели данных или на уровне сглаженной модели.

Часто можно услышать, что физика основана на эксперименте. Рассмотрение ван Фраассена хорошо показывает, что отношения между эспериментом и теорией являются более сложными, чем то положение дел, которое озвучивает такое утверждение. При попытке разобраться, где заканчивается теория и начинаются факты, необходимо опираться на исторический контекст.

Информация

Обсуждение:

Радуга как коллективная галлюцинация

Иллюстрация точки зрения ван Фраассена, что аналогия микроскопа как окна в невидимый мир до добра не доведет. Цитаты из книги Взгляд на физический микромир с точки зрения биолога

Что можно увидеть через окно в невидимый мир

Цитаты из книги:

Rainbow as Public Hallucinations

Обсуждение

http://evgeniirudnyi.livejournal.com/137981.html


Comments are closed.