Книга Стивена Вайнберга по истории науки является продолжением его борьбы за объективность науки в духе «научных войн»:
‘я хотел бы отмежеваться от немногих оставшихся социальных конструктивистов: тех социологов, философов и историков, которые пытаются объяснить не только процесс научного познания, но и его результаты особенностями специфической культурной среды.’
Книга дает хорошее представление о том, как история науки выглядит в глазах физика. Я бы сказал, что книга является подробным изложением идей, озвученных в статье Вайнберга The Revolution That Didn’t Happen (Революция, которой не было), на фоне истории науки. Вайнберг утверждает, что в развитии науки есть прогресс, что последующие научные теории связаны с предыдущими, другими словами он отвергает несоизмеримость разных научных теорий в духе Томаса Куна.
Книга написана в стиле ‘истории вигов (Whig history)’ наперекор современным профессиональным историкам науки: отбор материала напрямую связан с конечной целью (идеи современной физики) и ведется критика мыслителей прошлого с современной точки зрения. Должен сказать, что книги в таком духе также полезны и интересны. Как минимум, в памяти остается короткий нарратив с основными героями, которые повлияли на становление современной физики. Также интересно детальное рассмотрение озвученных идей на техническом уровне — для облегчения чтения Вайнберг вынес этот материал в значительный по объему раздел ‘Технические замечания‘ в конце книги.
Меня более всего заинтересовали другие вопросы: что Вайнберг понимает под объяснением и его отношение к законам физики. Можно отметить, что позиция в книге близка к таковой в другой книге Вайнберга ‘Мечты об окончательной теории‘. Поскольку Вайнберг избегает точных формулировок в этом отношении, будет представлена моя интерпретация сказанного. Возможно, что идеи Вайнберга можно интерпретировать по-другому.
Несколько цитат про объяснение — как видно, сказать, что-то определенное непосредственно из слов Вайнберга затруднительно:
‘Под объяснением я имею в виду нечто заведомо неопределенное, примерно то же, что в обычной жизни получается, когда мы пытаемся объяснить, почему лошадь выиграла скачки или почему самолет разбился.’
‘В науке (я здесь не говорю о философии) важно не решение каких-то популярных научных проблем-однодневок, а понимание мира. В рамках этой работы ученый находит, какие объяснения возможны и решение каких задач может привести к этим объяснениям.’
‘Мы научились отказываться от полной определенности, потому что объяснения, которые делали нас счастливыми, никогда не были окончательными и определенными. Мы научились проводить эксперименты, не беспокоясь об искусственности наших построений. Мы развили эстетическое чувство, позволяющее предугадывать, какие теории могут работать, и оно добавляет нам удовлетворения, когда наши теории начинают работать.’
Тем не менее, из содержания книги можно утверждать, что понятие объяснения по Вайнбергу близко к таковому в дедуктивно-номологической модели научного объяснения Гемпеля. Есть законы и физики успешно используют их для объяснения явлений. Роль физики как раз состоит в нахождении этих законов и теорий на их основе. Далее посредством законов можно дать объяснение тому, как устроен мир. Следует отметить, что соотношение между науками — более точно сводимость разных наук к физике — трактуется Вайнбергом в духе классической статьи логического позитивизма Оппенгейма и Патнэма ‘Единство науки как рабочая гипотеза‘.
Отличие взглядов Вайнберга от позиции логических позитивистов связано с научным реализмом. Логические позитивисты избегали метафизики и трактовали законы и сводимость эпистемологически. В этом отношении было бы интересно найти рассмотрение логическими позитивистами двадцатого века вопроса существования атомов. Насколько я знаю, критика позитивистов научными реалистами в философии науки была связана именно с нежеланием позитивистов рассматривать метафизические вопросы.
Перейдем к законам, который играют важную роль в книге. Опять же вначале несколько цитат:
‘Математика – это средство, с помощью которого мы выводим следствия физических законов. Более того, это незаменимый язык, на котором излагаются сами физические законы. Она часто пробуждает новые идеи в области естественных наук, и, в свою очередь, нужды науки часто подталкивают развитие математики.’
‘Я узнаю многие черты науки моего времени: поиск объективных законов, выраженных математически, которые позволяют предсказывать широкий спектр явлений и подтверждены сравнением этих предсказаний с наблюдением и экспериментом.’
‘Цель этого эпилога – подчеркнуть только одну мысль: с прогрессом, достигнутым в науке после Ньютона, начала вырисовываться примечательная картина – выяснилось, что мир управляется законами природы, гораздо более простыми и унифицированными, чем это можно было представить во времена Ньютона.’
Вопрос в том, каким образом можно трактовать такого рода законы в рамках научного реализма. Другими словами, как должен быть устроен мир, чтобы можно было воспринимать эти утверждения в буквальном смысле слова. Одна из проблем связана с математикой, поскольку сразу же возникает вопрос об онтологическом статусе математики.
Если объективно существует электрон с объективными кулоновскими силами, то должна как минимум существовать объективная математическая функция 1/r^2. Отказ в онтологии для математики будет автоматически означать отказ в онтологии всей современной физике. Отмечу, что этот вопрос избегается как представителями научного реализма в философами, так и физиками. В книге Вайнберга я увидел только следующее высказывание:
‘математика не является естественной наукой. Математика сама по себе, без наблюдений за окружающим миром, не может ничего рассказать о нем. И математические теоремы не могут быть ни подтверждены, ни опровергнуты такими наблюдениями.’
‘Различие между математикой и естественными науками достаточно четко. Для нас остается загадкой, как математические построения, никак не связанные с природой, часто оказываются применимы к физическим теориям. В своей знаменитой статье физик Юджин Вигнер писал о «непостижимой эффективности математики». Но в целом мы никоим образом не смешиваем математические концепции и принципы естественных наук, которые в конечном счете должны быть подтверждены наблюдением за окружающим миром.’
То есть, законы физики объективны, но их связь с математикой остается загадкой. Нас это не должно волновать, поскольку все прекрасно работает.
Важно обратить внимание на то, что все возможные ответа на онтологический статус математики проблематичны. Например, предположим, что математические функции типа 1/r^2 существуют где-то там в Платонии. Сразу же возникает следующий вопрос, какое отношение эти функции имеют к электрону, то есть каким образом закон на языке математики воздействует на материальный электрон. По сути дела в этом случае мы приходим к дуализму математика vs. материя. Точно также, как во всяком дуализме, невозможно себе представить каким же образом происходит взаимодействие между двумя полюсами. Вероятно именно по этим причинам вопрос статуса математики обычно не обсуждается.
В книге Вайнберг противопоставляет свою позицию взглядам Пьера Дюгема:
‘Возможно, из-за своей глубокой религиозности Дюэм [Дюгем] старался свести роль науки к простому созданию математических теорий, которые согласуются с наблюдениями, и отвергал попытки что-либо объяснить. Мне такая точка зрения чужда, поскольку вся работа физиков моего поколения состоит, как мы обычно говорим, именно в объяснении, а не в описании. Огромный успех Ньютона был именно в том, что он объяснил движение планет, а не просто описал его. Ньютон не объяснял притяжение и считал, что не должен этого делать, но с объяснениями всегда так бывает – что-то остается на будущее.’
Во времена Дюгема дедуктивно-номологической модели научного объяснения не существовало, но есть все основания предположить, что Дюгем вполне согласился бы с этой моделью. Дюгем признавал законы физики и физические теории. Дюгем также считал, что их можно и нужно использовать для работы с наблюдаемыми феноменами. Разница, по-моему, только терминологическая — Дюгем назвал бы этот процесс описанием, поскольку он отвергал онтологический статус законов и теорий физики. С его точки зрения законы описывают природу, а не объясняют, поэтому физика описывает мир, несмотря на то, что из законов и теорий можно предсказать поведение физических систем.
Взглды Дюгема и Вайнберга совпадают в случае способности физических теорий предсказывать поведение физических систем. Разница между Дюгемом и Вайнбергом лежит в вопросе о том, как устроен мир. Согласно Дюгему физика не связана с этим вопросом, точка зрения Вайнберга противоположна. Именно поэтому Вайнберг считает, что наука объясняет мир. К сожалению, у него связь математики с физикой остается неразрешимой загадкой. Поэтому может быть наука и объясняет мир, но в книгах Вайнберга, если разобраться, такое объяснение отсутствует. Хотя, конечно, все зависит от значения термина ‘объяснение’.
Информация
С. Вайнберг, Объясняя мир. Истоки современной науки, 2015.
На английском: Steven Weinberg, To Explain the World: The Discovery of Modern Science, 2015.
См. также:
Стивен Вайнберг: Мечты об окончательной теории
Пьер Дюгем: Физическая теория, её цель и строение