Хакинг Я. Представление и вмешательство. Введение в философию естественных наук

ОГЛАВЛЕНИЕ

Благодарности

Эта книга была подготовлена в то время, когда Нэнси Картрайт из философского отделения Стэнфордского университета развивала идеи своей книги "Как лгут законы физики". Существует несколько параллелей между ее книгой и моей. В обеих книгах меньшее значение придается истинности теорий, а большее - некоторым теоретическим ценностям. Она настаивает на том, что только феноменологические законы физики достигают истины, в то время как я ниже, в части Б, подчеркиваю, что экспериментальная наука живет жизнью более независимой от теоретизирования, чем это обычно представляется. Я многим обязан обсуждению этих проблем с Нэнси Картрайт. У нас различные исходные антитеоретические позиции, поскольку она акцентирует внимание на моделях и апроксимациях, тогда как я подчеркиваю ценность эксперимента, но все же мы сходимся в философии, близкой для нас обоих.
Я с большим интересом вел беседы об эксперименте с Фрэнсисом Эвериттом из физической лаборатории Хэнсона (Стэнфорд). Мы вместе написали очень длинную статью под названием "Теория и эксперимент: что чему предшествует?" В ходе сотрудничества я многому научился у этого талантливого экспериментатора с широкими историческими интересами. (Эверитт возглавляет два проекта по гироскопии, которые вскоре будут использованы для проверки общей теории относительности путем изучения прецессии гироскопа в спутнике. Он также является автором книги "Джеймс Клерк Максвелл" и многочисленных эссе в "Словаре научных биографий"). Мой долг Эверитту особенно очевиден в 9-й главе. Разделы, которые написаны в основном благодаря Эверитту, помечены знаком (Э). Я также благодарю его за тщательный просмотр окончательного варианта текста.
Ричард Скаер из Петерхауза (Кэмбридж) познакомил меня с микроскопами во время своей исследовательской работы в гематологической лаборатории Кэмбриджского университета, тем самым подведя меня к 11-й главе. Мелисса Франклин, работающая на Стэнфордском Линейном Ускорителе, рассказала мне о PEGGY II, тем самым предоставив основной материал для 16-й главы. Наконец, я благодарю Мэри Хессе, редактора издательства, за многочисленные вдумчивые предложения.
11-ая глава взята из Pacific Philosophical Quarterly, 62 (1981), pp. 305-322. 16-ая глава переделана из статьи в Philosophical Topics, 2 (1982). Части глав 10, 12 и 13 - это адаптация книги Versuchungen: Aufsa tze zur Philosophie Paul Feyerabends (ed. Peter Duerr), Suhrkamp: Frankfurt, 1981, Bd. 2, pp. 126-158. Глава 9 касается моей совместной работы с Эвериттом, а глава 8 развивает мой обзор книги Лакатоша в British Journal for the Philosophy of Science, 30 (1979), pp. 381-410. Книга началась с середины - части, названной мною "Перемена". Это был доклад, которым меня попросили открыть студенческую философскую конференцию Стэнфорда-Беркли, состоявшуюся в апреле 1979 года. В ней еще видны знаки того, что она была написана в Дельфах за две недели до этого.

Аналитическое содержание

Введение: Рациональность

Рациональность и реализм - две основные темы современной философии науки. Существуют вопросы, касающиеся разума, фактов и метода, и существуют вопросы о том, что такое мир, что в нем есть и что истинно о нем. Эта книга о реальности, а не о рациональности. Введение посвящено тому, чего в этой книге нет. Оно содержит в качестве основания обзор некоторых проблем рациональности, которые порождены ставшей классической книгой Томаса Куна "Структура научных революций".

Часть А: Представление

1. Что такое научный реализм?

Реализм относительно теорий говорит о том, что целью теорий является истина, и иногда они приближаются к ней. Реализм относительно объектов говорит о том, что объекты, упоминаемые в теории, должны действительно существовать. Антиреализм относительно объектов говорит, что объекты, постулируемые теориями, в лучшем случае являются полезными интеллектуальными фикциями.

2. Построение и причинение (каузация)

Дж. Смарт и другие материалисты говорят, что теоретические объекты существуют, если они находятся среди строительных кирпичиков вселенной. Н. Картрайт утверждает существование тех объектов, каузальные свойства которых хорошо известны. Ни один из этих реалистов относительно понятий не обязан быть реалистом относительно теорий.

3. Позитивизм

Такие позитивисты как О. Конт, Э. Мах и Б. ван Фраассен являются антиреалистами как относительно теорий, так и относительно объектов. По их мнению следует верить только тем предложениям, чья истинность может быть установлена путем наблюдения. Позитивисты подозрительно относятся к таким понятиям как причинение (каузация) и объяснение. Они придерживаются того мнения, что теории являются инструментами для предсказания явлений и для организаций наших мыслей. Приводится критика "вывода к наилучшему объяснению".

4. Прагматизм

Ч. С. Пирс говорил, что нечто является реальным, если сообщество исследователей в конце концов согласится с тем, что оно существует. Он думал, что истина - это то, на чем в конечном счете будет основываться научный метод, при условии, что исследование будет продолжаться достаточно долго. У. Джеймс и Дж. Дьюи обращают мало внимания на эту длительность, большее внимание они уделяют тому, во что в настоящее время считается более удобным верить и что обсуждать. Что касается современных философов, то Х. Патнэм идет вслед за Пирсом, тогда как Р. Рорти предпочитает Джеймса и Дьюи. Это два различных вида антиреализма.

5. Несоизмеримость

Т. С. Кун и П. Фейерабенд как-то сказали, что соревнующиеся теории трудно сравнивать для того, чтобы определить, какие из них лучше согласуются с фактами. Эта идея в сильной степени поддерживает один из видов антиреализма. Здесь содержится по крайней мере три идеи. Несоизмеримость тем: соперничающие теории могут лишь частично пересекаться, так что трудно сравнивать их по их подтверждаемости. Диссоциация: по прошествии достаточно долгого времени и после изменения теории один из взглядов на мир может быть совершенно не понятен для более поздней эпохи. Несоизмеримость значений: некоторые идеи относительно языка подразумевают, что соперничающие теории всегда взаимно не сопоставимы и взаимно не переводимы, так что разумное сравнение теорий в принципе не возможно.

6. Референция

Х. Патнем разрабатывает концепцию "значения", которая избегает выводов о несоизмеримости значений. Успехи и неудачи этой идеи иллюстрируются короткими историями референтов таких терминов, как глиптодонт, электрон, кислота, теплород, мюон, мезон.

7. Внутренний реализм

Патнэмовское исследование значения началось с некоторого рода реализма, но постепенно становилось все более прагматическим и антиреалистическим. Дается описание этих сдвигов, которые сравниваются с философией Куна. Как Патнэм, так и Кун подошли близко к тому, что лучше всего называется трансцендентальным номинализмом.

8. Суррогат истины

У И. Лакатоша есть методология научной исследовательской программы, предназначавшаяся быть противоядием концепции Куна. Эта методология выглядит, как описание рациональности, но скорее похожа на объяснение того, как научная объективность не должна зависеть от теории истины, основанной на соответствии.

Перемена: Реальные объекты и представления

Эта глава касается антропологической фантазии об идеях реальности и представления, начиная с пещерных людей и кончая Г. Герцем. Она используется для того, чтобы показать, почему споры между реализмом и антиреализмом никогда невозможно решить, оставаясь на уровне представления. Следовательно, мы поворачиваемся от истины и представления к экспериментированию и манипуляцям.

Часть Б: Вмешательство

9. Эксперимент

Теория и эксперимент имеют различные взаимоотношения в разных науках и на разных стадиях их развития. Нет единого правильного ответа на вопрос "Что является первым: эксперимент, теория, изобретение, технология...?" Приводятся иллюстративные примеры из оптики, термодинамики, физики твердого тела и радиоастрономии.

10. Наблюдение

Н.Р.Хэнсон предположил, что все утверждения о наблюдении заряжены теорией. На самом деле наблюдение не относится к языку, а относится к умению. Некоторые наблюдения являются совершенно дотеоретическими. Работы Ч. Гершель по астрономии и У. Гершеля по тепловому излучению используются для того, чтобы проиллюстрировать некоторые банальности о наблюдении. Мы используем слово "видеть" в ситуациях, когда речь идет далеко не о зрении невооруженным глазом, а об использовании информации, передаваемой теоретически постулируемыми объектами.

11. Микроскопы

Видим ли мы с помощью микроскопов? Существует множество типов светового микроскопа, основанных на различных свойствах света. Мы считаем, что мы видим в основном благодаря тому, что различные физические системы предоставляют одну и ту же картину. Мы "видим" даже с помощью акустического микроскопа, который использует не свет, а звук.

12. Теоретизирование, вычисление, модели, приближения

Существует не единственный род деятельности, который можно назвать теоретизированием. Есть множество видов и уровней теории, которые имеют различное отношение к эксперименту. История эксперимента и теории магнитооптического эффекта иллюстрирует этот факт. Идеи Н. Картрайт относительно моделей и приближений являются дальнейшей иллюстрацией тезиса о разнообразии теорий.

13. Создание явлений

Многие эксперименты создают явления, которые до них в чистом виде во вселенной не существовали. Разговоры о повторении экспериментов довольно обманчивы. Эксперименты не повторяются, а улучшаются до тех пор, пока явления не будут систематизированы. Некоторые электромагнитные явления иллюстрируют создание явлений.

14. Измерение

Измерения играют самую разнообразную роль в науках. Бывают измерения, которые служат для проверки теорий, но бывают также и чистые определения природных констант. В работах Т.Куна содержится также важное описание неожиданной функциональной роли измерений в росте знаний.

15. Бэконианские темы

Бэкон создал первую классификацию видов эксперимента. Он предсказал, что наука станет взаимодействием двух различных типов деятельности - рациональной и экспериментальной. Тем самым он ответил на вопрос П. Фейерабенда: "Что же такое великое содержит в себе наука?". У Бэкона было хорошее описание критических эксперментов, по которому ясно, что они не являются решающими. Пример из химии показывает, что на практике мы не можем продолжать вводить дополнительные гипотезы для того, чтобы спасать теории, опровергаемые критическими экспериментами. Неверное истолкование Лакатошем опыта Майкельсона-Морли используется для того, чтобы показать, как ориентированная на теорию философия науки может деформировать философию эксперимента.

16. Экспериментирование и научный реализм

Экспериментирование ведет свою собственную жизнь, взаимодействуя с теоретизированием, вычислением, построением моделей, изобретениями и технологиями. Но в то время как теоретик, вычислитель и создатель моделей может быть антиреалистом, экспериментатор должен быть реалистом. Этот тезис иллюстрируется детальным описанием прибора, который производит концентрированные лучи поляризованных электронов, используемые для того, чтобы продемонстрировать нарушение четности в слабых взаимодействиях нейтральных токов. Электроны становятся инструментами, чья реальность не вызывает сомнения. В конце концов, научными реалистами нас делает не размышление о мире, а изменение его.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Эта книга состоит из двух частей. Читатель может начать со второй части - "Вмешательство", которая касается экспериментов. Философы науки игнорировали их слишком долго, так что разговор о них несколько в новинку. Философы обычно думают о теориях. Представление касается теорий и, следовательно, эта часть содержит частичное описание работы, проделанной в данной области. Последние главы части А могут больше заинтересовать философов, тогда как некоторые главы части Б придутся больше по вкусу ученым. Смотрите и выбирайте: аналитическое содержание подскажет, что содержится в каждой главе. Главы преднамеренно расположены таким образом, но читателю нет необходимости читать в указанном порядке.
vCодержание книги - это темы моего ежегодного вводного курса в философию науки при Стэнфордском университете. Под словом "вводные" я не имею в виду "облегченные". Вводные темы должны быть достаточно понятными и достаточно серьезными, чтобы привлечь ум, для которого они являются новыми, и все же достаточно зажигательными, чтобы высечь искру для тех, кто уже много лет думает об этих проблемах.

Предисловие к русскому изданию*

Эта книга вышла 15 лет тому назад. Русскому читателю, возможно, будет интересно узнать кое-что о том, что послужило основанием для написания этой книги. Затем я расскажу немного о настоящем.
Вы заметите, что некоторые параграфы книги помечены буквой "Э". Это означает, что они написаны мною совместно с Фрэнсисом Эвериттом. Эверитт - физик-экспериментатор, занимавшийся большую часть своей жизни проектированием оборудования, предназначенного для космических полетов. Эти полеты предпринимались с целью проверки некоторых гипотез, включая специальную теорию относительности. Эверитт всегда подчеркивал, что лабораторных испытаний теорий пространства и времени не проводилось никогда. Он также глубоко интересовался историей физики. Где-то в 1980 г. мы написали статью, называвшуюся "Теория и эксперимент: что чему предшествует?" Используя большое число примеров из истории науки и обозревая различные области физического знания, мы утверждали, что во многих случаях экспериментирование предшествует теории, которая лишь после своего создания оказывается способной учесть экспериментальные результаты. Мы посылали статью в большое число журналов самого различного толка, но в каждом случае статья немедленно отвергалась на том основании, что наш основной тезис является странным. Для обоих из нас это было единственным случаем, когда наша статья была отвергнута.
Этот анекдотический пример демонстрирует дух западной философии и истории науки в 1980 г. В социологии науки дела обстояли несколько лучше, поскольку здесь исследователи начали изучать лабораторную деятельность ученого. В 1979 г. Бруно Латур и Стив Вулгар опубликовали свою смелую книгу "Жизнь лаборатории", наполовину посвященную этнографии лаборатории, наполовину представляющую собой некую демонстрацию силы со стороны философов, утверждавших, что научные факты являются социальными конструкциями. После 1983 года ситуация изменилась очень быстро. В числе действительно знаменитых книг я упомяну две, посвященные физике высоких энергий: книгу Эндрю Пиккеринга "Конструирование кварков" (1985) и книгу Питера Галисона "Конец эксперимента" (1987). Параллельно с этими книгами в 1985 г. вышла работа "Левиафан и воздушный насос: Гоббс, Бойль и экспериментальная деятельность" Симона Шаффера и Стивена Шейпина. Это в высокой степени философская история, в которой главным героем является не Роберт Бойль и не Томас Гоббс, а инструмент, аппаратура - воздушный насос.
Это были наиболее интересные работы. В настоящее время в англоязычной философии и истории науки полно статей, книг и конференций, посвященных экспериментированию. Как я уже говорил, времена изменились. Вы можете воспринимать вторую часть (часть Б) этой книги как одно из наиболее ранних событий в этих переменах и посмотреть на добавленную в конце книги библиографию, для того чтобы узнать о более поздних публикациях.
Что касается части А данной книги, то поводом для дискуссии относительно научного реализма послужила публикация в 1980 г. книги Баса ван Фраассена "Научный образ". Он энергично отстаивал антиреалистическую позицию, которую он называл конструктивным эмпирицизмом. Он утверждал, что научные теории не должны восприниматься как истинные в буквальном смысле слова. Самое большее, что можно от них ожидать, - это их эмпирическая адекватность. Аргументы ван Фраассена уходили своими корнями к творчеству Пьера Дюгема - французского философа и физика, работавшего в начале двадцатого столетия, а также к работам датского феноменологиста Б. Купельманса. Ван Фраассен полагал, что мы можем считать реальным лишь то, что мы можем непосредственно наблюдать невооруженным глазом. В настоящее время все, кроме обладающих особенно острым зрением, могут видеть Луны Юпитера только с помощью телескопа. Но ведь в принципе мы можем полететь на Юпитер и увидеть Луны невооруженным глазом. Но мы ни в каком смысле не можем уменьшить себя до размеров клетки. Значит, мы можем считать клетку ненаблюдаемой сущностью и, следовательно, согласно ван Фраасену, отрицать ее реальность. Глава о микроскопах в моей книге, которая сейчас представляет самостоятельную ценность, первоначально была реакцией на такое вu дение природы.
Для бывшего Советского Союза моя книга могла бы и не иметь такого большого значения, какое она имела для Западного мира, поскольку это - материалистическая книга. Я понимаю это буквально. Ее фокусом является материальное взаимодействие с материальным миром посредством аппаратуры и инструментов. Я не очень несогласен с ван Фраассеном по поводу его антиреализма в отношении теорий, хотя мои доводы редко совпадают с его. Но мы оба разделяем убеждение Пьера Дюгема в том, что абстрактные теории являются только представлениями и не должны мыслиться как буквально истинные. Общепринятое мнение состоит в том, что мы используем научные теории, строя приближения, и что это теории являются истинными, в то время как аппроксимации уводят нас в сторону от истины. Однако Нэнси Картрайт особенно подчеркивает в своей книге "Как лгут законы физики", что если что-то и приближает нас к истине, так это аппроксимации, а не теории. Но в представляемой вашему вниманию книге акцент делается не на дебатах вокруг теорий, а на дискуссиях относительно теоретических, ненаблюдаемых сущностей.
Я ввожу то, что я называю экспериментальным аргументом в пользу научного реализма относительно теорий. Он провозглашается уже на первых страницах книги, где после описания эксперимента, в котором электроны используются для придания заряда шару сверхохлажденной жидкости, называемой ниобием, я пишу: "Если вы можете напылять их (электроны), они реальны". Не ошибитесь здесь. Я не говорю: "Если они реальны, вы можете их напылять". Я не хочу сказать, что все те вещи, которые мы можем считать реальными, могут быть используемы нами, и мы можем манипулировать ими, например, "напылять" их. Я сформулировал достаточное условие реальности неких сущностей; но это условие не является необходимым. У меня действительно есть сомнения по поводу того, что вещи, с которыми мы в принципе не можем взаимодействовать, не являются реальными. Но это уже другая история.
Аргументация в последней части книги строится вокруг устройства, в котором мы используем поляризованные электроны для того, чтобы исследовать нечто другое - слабые нейтральные токи. Я описываю некоторые детали процесса проектирования аппаратуры, создаваемой с тем, чтобы заставить работать некоторые сущности, которые до этого рассматривались как "просто теоретические". Один из моментов, которые я подчеркиваю, состоит в том, что инженеры-физики, проектирующие аппаратуру, могут иметь совершенно различные теоретические вu дения того, что представляют собой электроны. Все, что требуется для их сотрудничества, - это согласие относительно того, что электроны делают.
Для времени, когда я пишу это предисловие, наиболее важной работой по истории и философии физики является книга Питера Галисона "Образ и логика: материальная культура микрофизики". В этой книге Галисон развивает понятие "рабочей зоны", которое объясняет, как ученые и инженеры с совершенно различным багажом знаний, квалификаций и убеждений способны работать вместе в достаточно широкой области физической науки. Согласие относительно фундаментальной теории является при этом менее важным, чем согласие относительно того, что делают теоретические сущности. В свете этого знания мы оказываемся способными использовать эти сущности для того, чтобы исследовать другие, значительно менее известные аспекты универсума.
Мне бы хотелось закончить такой мыслью. Когда я говорил "Если вы можете напылять их, значит они реальны", я основывался на том, что имелся некоторый момент в их напылении, а именно та часть эксперимента, которая предназначалась для исследования чего-то другого, в данном случае для исследования того, существуют ли "свободные кварки", дробные заряды, составляющие 1/3 заряда электрона. Когда мы используем некоторые ненаблюдаемые сущности для исследования других аспектов природы, мы имеем право утверждать (пока нам не докажут, что мы ошибаемся в том, что мы делаем), что эти сущности реальны. Вы убедитесь, что это действительно материалистическая книга.

Ваш комментарий о книге
Обратно в раздел философия