Историческая справка

Концепция теоретической нагруженности эмпирических фактов зародилась и получила развитие в работах философов и методологов науки, составлявших оппозицию ортодоксальной позитивистской (или даже, скорее, неопозитивистской) концепции науки. Одним из первых таких оппозиционеров был, видимо, Карл Поппер.

В дальнейшем эта позиция получила очень широкое распространение в постпозитивистской философии науки. Так, позиция исторической школы (или исторического направления) в философии науки, восходящая к идеям Томаса Куна (примыкающая к Куну) безоговорочно основывается на этой концепции.

В советской философии науки эта позиция разделялась ``школой деятельности'' и теми авторами, которые в большей или меньшей степени примыкали к идеям этой школы.

Но вернемся к обсуждению самой концепции теоретической нагруженности эмпирических фактов.

С моей точки зрения эта концепция неадекватна самому содержанию научного познания и опасна для науки.

Дело в том, что с точки зрения этой концепции становится очень проблематичной (если не сказать -- невозможной) проверка теории путем ее соотнесения с эмпирическими данными. Действительно, если содержание теории входит в содержание факта, то, сопоставляя теорию с фактами, мы по сути дела проверяем только внутреннюю согласованность теории, но никак не соответствие теории реальному миру. Выводом из такой позиции может быть только крайний релятивизм -- утверждение безоговорочной относительности любых наших представлений. Именно этим отличается концепция Томаса Куна и его последователей и единомышленников.

Авторы, принимающие концепцию теоретической нагруженности эмпирических фактов, но не желающие занимать крайне релятивистскую точку зрения, пытаются найти выход в том, что мы используем в теоретической нагрузке фактов одну теорию (скажем, механику), а проверяем с их помощью другую теорию (например электродинамику).

Но, с моей точки зрения, такой подход проблемы не решает. Дело в том, что при такой позиции мы проверяем не вторую теорию как отдельную теорию, а только согласованность первой и второй теории.

В итоге мы опять приходим к тому же самому релятивизму.

Крайним выражением такого релятивизма является позиция, согласно которой наука полностью зависит от исходных принятых положений. У нас с вами - европейская наука. Но возможна и другая наука -- китайская, японская, африканская, папуасская и т.д.

Но практика показывает, что есть только одна наука -- Наука. Именно та Наука, которая была создана европейской культурой. И лучшим примером тому является блестящая школа японской физики или плеяда китайских физиков в США.

Итак, концепция теоретической нагруженности эмпирических фактов неадекватна самому содержанию науки. Но, с другой стороны, пример с опытом Майкельсона явно демонстрирует теоретическую нагруженность эмпирического факта.

Так какой же выход из сложившейся противоречивой ситуации? Есть ли все-таки в фактах нечто твердое, ``упрямое'', что позволяет использовать их в качестве надежной опоры нашего научного знания? Я полагаю, что есть.

Дело в том, что сами сторонники концепции теоретической нагруженности говорят, что факт -- это нечто вроде гантели, в которой соединено ``нечто'' и его теоретическая интерпретация, т.е. они признают существование некоторого ``нечто''. И вопрос состоит в том, можно ли это ``нечто'' отделить от теоретической интерпретации, рассматривать его независимо от интерпретации. Сторонники концепции теоретической нагруженности говорят, что нельзя. Я же утверждаю, что можно.

Обратимся к нашему классическому примеру -- опыту Майкельсона. Есть ли в нем что-то, что не зависит не от какой теоретической интерпретации? Да, есть! Этим инвариантом является констатация того, что темные и светлые полосы на экране не смещаются ни при каких поворотах установки. И эта констатация не зависит ни от какой теории.

Мне часто приходилось слышать возражения сторонников концепции теоретической нагруженности, что если бы у нас (у Майкельсона) не было бы теоретических предпосылок , то мы и заметили бы что произошло (точнее, чего не произошло).

Ну, это еще вопрос, заметили ли вы или нет!

Я убежден в том, что, если бы подвести к установке Майкельсона даже аборигена Новой Гвинеи-Папуа или анекдотического ``чукчу'', и повертеть ее, а затем спросить, что изменилось при поворотах, то и папуас и ``чукча'' сказали бы, что ничего не изменилось. А если бы какие-то изменения происходили, то каждый из них сказал бы -- вот тут что-то сдвинулось.

Кроме того, опыт Майкельсона не показателен в данном отношении. Он ставился специально для того, чтобы проверить теорию эфирного ветра, которой ни папуас, ни ``чукча'', конечно, не знают. Да и вообще у них нет понятия о научном понятии. Поэтому давайте оставим в покое чукчу и обратимся к действиям ученого-естествоиспытателя.

Какие теоретические нагрузки были у Фарадея, когда он поместил пламя свечи между полюсами магнита и наблюдал отклонение пламени? Да никаких! Знание о том, что в пламени имеет быть поток ионов, отклоняемых силой Лоренца, появилось намного позже. Так, может быть, отклонение пламени в опыте Фарадея не факт? Конечно же факт.

Или рассмотрим другой (уже гипотетический ) пример. Рассмотрим химика прошлого века, который изучает какую-нибудь реакцию. А потом думает: а подвергну ка я эту реакцию какому-нибудь воздействию. И начинает освещать объем, где реакция происходит, светом или помещать его в электростатическое или магнитное поле. При этом он констатирует ускорение реакции. Какая здесь ``теоретическая нагруженность''? И опять ответ -- никакой! Кстати, именно так в прошлом веке были сделаны многие открытия -- фотохимические реакции, рентгеновские лучи, радиоактивность и очень многое другое.

В ответ на мои контрпримеры мне снова приходилось слышать возражения двух типов.

Первое состоит в том, что значение, смысл этих фактов не может быть понят вне некоторых теоретических представлений. Согласен. Смысл или, правильнее сказать, объяснение фактов -это дело именно теории. И об этом мы еще будем говорить, когда будем обсуждать функции теории в научном познании.

Но! От того, что мы не имеем объяснения, факт разве перестает быть фактом? Разве это не есть знание? Конечно же , это факт - фактуальное знание, причем именно научное.

Здесь я вынужден несколько отвлечься от рассмотрения проблемы теоретической нагруженности эмпирических фактов и обратиться к вопросу об общем понятии научности.

Дело в том, что в приведенном возражении, как, впрочем, и во всей концепции теоретической нагруженности, явно просматривается позиция, согласно которой научность определяется наличием теории. Мне достаточно часто приходилось выслушивать утверждение: ну, какая же это наука? -- это сплошная эмпирия! Здесь откровенно выражена ``теоретистская'' позиция в понимании науки. Кстати, к этой позиции очень близка позиция Томаса Куна, в которой наукообразующим фактором считается ``парадигма''.

С моей точки зрения, такая позиция категорически неверна. Наука создается не наличием ``парадигмы'' или теоретического уровня, а применением научного метода. И если мы имеем дело с эмпирическим знанием, полученным при помощи научного метода, -- то оно научное, независимо от того, есть теоретическое объяснение или его нет.

Напомню, что очень важные компоненты научного знания были сначала получены именно как эмпирические результаты и только потом, иногда через пол века, было найдено теоретическое объяснение. Главным образом -- это эмпирические закономерности (обобщенные факты), многие из которых имеют фундаментальное (можно сказать -- эпохальное) значение в развитии научного знания.

Примером такого фундаментального эмпирического результата является периодическая таблица элементов Менделеева. Менделеев сделал свое открытие в 1871г. именно как открытие эмпирической связи между химическими характеристиками элементов и атомным весом и никаких теоретических предпосылок у него не было. Только в 1912-1913гг. выяснилось, что это связь не с атомным весом, а с зарядом ядра. И, наконец, только в 1920-х гг., после открытия квантовой механики и принципа Паули стало ясно, что периодическая природа химических свойств связана со спецификой заполнения электронных оболочек, т.е. получено теоретическое объяснение.

Так что же, периодическая система элементов до начала 1920-х гг. была ненаучным результатом? Утверждать такое способен лишь идиот, круглый невежда, знакомый с наукой по третьесортным популярным книжкам, или человек, сознательно эпатирующий читателей. Что лучше или что хуже -- судите сами.

Но вернемся к проблеме теоретической нагруженности.

Еще одно возражение, которое мне приходилось встречать состоит в том, что теоретическая нагруженность проявляется в постановке вопроса: а вдруг между характером исследуемого явления и каким-то другим явлением есть связь?

Что сказать по поводу такой позиции? Я думаю, что она сознательно (мошеннически-сознательно) или неосознанно основана на многозначности термина ``теория''. Я уже говорил и еще буду говорить о том, что термин ``теория'' употребляется в очень разных смыслах. В самом широком смысле термином теория обозначается любое рациональное мышление. В этом смысле соображение ``а вдруг есть связь?'' можно назвать ``теорией'', но только когда речь идет не о философии науки. В этом смысле даже животные умеют находить в природе связи и как-то экстраполировать их, значит и у них есть ``теория''. Но это никак не уместно в философии науки. Мы еще будем говорить о теории, но я напоминаю, что в этом разделе мы понимаем содержание слова ``теория'' в привычно-интуитивном смысле, имея большой опыт обращения с теориями.

Так вот, соображение ``а вдруг между этим и каким-то другим явлением есть связь'' теорией не является. Это стандартный способ эмпирического уровня познания. Так мыслит любой экспериментатор и этот тезис не зависит ни от какой теории.

Таким образом, мы приходим к выводу о том, что существуют эмпирические факты, не зависящие ни от какой теории (чистые факты, голые факты).

И в то же время существует теоретическая нагруженность многих фактов научного знания.

Для того, чтобы совместить оба эти тезиса, я предлагаю вашему вниманию следующую позицию. Существуют факты не зависящие ни от какой теории и не включающие в себя никакой теоретической нагруженности. Я называю их первичными фактами.

Эти первичные факты подвергаются интерпретации на основе каких-либо теоретических представлений и таким образом получаются теоретически интерпретированные вторичные факты.

Вторичные факты, в свою очередь, подвергаются теоретической интерпретации и появляются третичные факты. И так далее.

Таким образом, в науке мы имеем иерархически организованную систему фактов, начиная от первичных, затем вторичных и далее до факторов весьма высокого порядка. Так, в физике микромира мы имеем дело (по моим оценкам) с фактами пятого-восьмого порядков. Точнее не скажу, т.к. вопрос о порядке таких фактов как существование кварков, глюонов , W^± и Z^о-бозонов требует специального анализа.

В предлагаемой позиции именно наличие первичных фактов, не зависящих ни от какой теории образует основу жесткости, ``упрямости'' всей иерархической структуры, ее устойчивости. При этом достоверность вторичных фактов и фактов более высокого порядка существенно зависит от надежности, правильности теорий, на основе которых они получаются.

И здесь мы встречаемся с интересным моментом современного состояния науки - естествоиспытатели (физики) оперируют с вторичными и фактами более высокого порядка, как если бы они были первичными, несколько ``забывая'' об их сложном происхождении. И как правило это ни к каким затруднениям не приводит. Это служит хорошим основанием утверждать правильность теорий, используемых в интерпретационных процедурах. Но иногда бывают и исключения, к которым мы вернемся позже.

А сейчас продолжим обсуждение первичных фактов. Первичные факты -- это то, что мы можем воспринимать непосредственно при помощи наших органов чувств (отклонение пламени в опыте Фарадея со свечей, отсутствие смещений интерференционных полос в опыте Майкельсона, резкое увеличение скорости реакции, стимулируемое светом и т.д.)

Однако, человеческие органы чувств -- не очень совершенный прибор и эксперименты, проводимые с их помощью неточны. Напомню, что было время, когда температуру измеряли, трогая предмет рукой или, если температура очень высока, приближая к предмету щеку, а силу тока оценивали по тому, как кончики проволоки щиплют язык. В этих ситуациях сам первичный факт оказывался часто сомнительным. Поэтому в современной науке (начиная даже с XVII в.) стремятся довести первичный факт до элементарной простейшей формы.

Такой формой, видимо, надо считать факт наличия или отсутствия меток и факт совпадения или несовпадения меток.

Например, при измерении невысоких температур такими метками являются конец столбика рабочей жидкости и черточки на шкале. Я имею в виду именно черточки, обозначенные в произвольном порядке, скажем, буквами a, b, c ... Я не говорю о градуировке шкалы, которая требует уже каких-то предположений.

При измерении тока метками являются стрелка амперметра и черточки на шкале. И опять же, градуировка шкалы амперметра требует использования теории работы амперметра.

В физике микромира первичными фактами являются полоски в камере Вильсона (или какой-нибудь другой -- пузырьковой, искровой и т.п.) и вспышки на экране сцинтилятора (был такой предшественник черенковских счетчиков). Так вот эти метки или есть или их нет и никакая теория здесь не при чем. А вот эти метки мы уже интерпретируем как следы, оставленные частицами, на основе некоторых (и довольно сложных) теоретических представлений. А затем начинает разворачиваться цепочка теоретических интерпретаций, приводящая к таким сложным фактам, как реакции частиц, резонансные частицы, кварки и глюоны, W± и Z^о-бозоны.

Но вернемся к вопросу о способе оперирования фактами высокого порядка в науке. Я уже говорил, что физики оперируют фактами высокого порядка так же, как будто они являются фактами первого порядка, и обычно это ни к каким затруднениям не приводит. Однако, иногда возникают ситуации, когда это может оказаться ошибочным и становится необходимой проверка всей цепочки интерпретаций вплоть до первичных фактов. Такие ситуации возникают, когда появляется очень неожиданный факт высокого порядка. И при этом иногда выясняется, что такое открытие является ложным.

Приведу пример. Где-то в конце 80-х начале 90-х годов (точнее не помню) появилось сообщение о получении ``холодной термоядерной реакции''. Конечно, выражение ``холодная термоядерная реакция''- нонсенс. Правильно говорить: реакция слияния ядер при низких температурах, но жаргонное выражение, именно ``холодный термояд''. Эта реакция наблюдалась при электролизе сверхтяжелой (тритированной) воды на палладиевых электродах, очень интенсивно поглощающих водород (тритий). И это сообщение вроде бы подтверждалось другими исследователями.

Но ... после тщательной проверки оказалось, что никакого ``холодного термояда'' нет и ``открытие'' было закрыто.

Любопытно то, что в основе этого ``открытия'' лежали вполне корректно наблюдаемые первичные факты, но их интерпретация как ``холодного термояда'' оказалась неверной. Т.е. пришлось пройти по всей цепочке интерпретаций до первичных фактов и найти, где оказался ``разрыв'' в ней.

Нередко такие ситуации возникают в физике частиц, когда появляются неожиданные резонансы, а потом выясняется, что ничего не было. У физиков в таком случае в ходу жаргонное выражение: ``эффект рассосался''.

Но в целом, такие ситуации возникают нечасто и фактами высокого порядка можно пользоваться достаточно уверенно.

Итак, в науке мы имеем дело с иерархически организованной системой фактов разного уровня, в которой все высшие уровни (начиная со второго) действительно опосредованы теорией. Но в основе этой иерархии лежат первичные факты, не зависящие ни от какой теории. Именно они придают всей системе устойчивость и сообщают фактам любого высшего уровня, не говоря уже о самом первом уровне, жесткость, ``упрямость'' и надежность.

И теперь мы можем снова вернуться к общей характеристике эмпирического уровня научного познания.

Задачей, функцией эмпирического уровня является получение фактов (независимо от того, какого они уровня), их элементарная обработка и обобщение - получение эмпирических зависимостей, закономерностей.

Я хочу отметить, что эмпирическое знание, полученное на основе научного метода, является в подлинном смысле слова научным знанием. Эмпирическое знание, в особенности знание эмпирических закономерностей позволяет реализовать одну из важнейших функций научного знания -- предсказание.

Правда, предсказательные возможности эмпирических законов довольно ограничены. В основном они хорошо работают в случае интерполяции. То есть, в тех случаях, когда в наших знаниях есть ``пробелы'' в области, охватываемой эмпирическим законом, мы довольно надежно предсказываем, что имеет место в этих ``пробелах''. Именно так Менделеев предсказал свойства еще не открытых элементов на основе своей таблицы.

Конечно, и в этом случае могут случиться эксцессы. Характер возможного эксцесса изображен на рисунке.

РИСУНОК № 2

Здесь сплошной линией изображена точная зависимость Y от X, а точки- экспериментальные данные, на основе которых может быть сформулирована линейная эмпирическая зависимость Y от X: Y=a+bx. Легко видеть, как при интерполяции мы можем пропустить узкий резонансный пик.

Но это случается редко и как правило интерполяция работает хорошо.

Значительно хуже дело обстоит с экстраполяцией в области, для которых нет эмпирических данных. В этих случаях экстраполяция оказывается осень ненадежной. Хотя попытки экстраполяции могут рассматриваться как вполне добротная гипотеза (о гипотезах мы опять-таки будем говорить позже).

Несмотря на всю важность и все достоинства эмпирического уровня научного знания, мы все таки всегда рассматриваем его как первый и низший уровень. Следующим, более высоким уровнем является теоретический уровень научного знания.

Дело в том, что эмпирический уровень научного знания носит явно феноменальный характер. Он относится к явлениям и не вскрывает сущности. Даже эмпирические закономерности не имеют сущностного характера. И именно на теоретическом уровне мы переходим от познания явлений (феноменов) к познанию сущности.

Здесь мы снова обратились к классическим философским понятиям явления и сущности.

Традиционное содержание этих понятий состояло в следующем:

явление -- это то, что мы можем воспринимать непосредственно, нашими органами чувств, то, что нам является;

сущность же есть нечто такое, что не содержится в явлении непосредственно, то, что за этим явлением скрыто и может быть установлено не при помощи чувств, а при помощи разума. К сущностному уровню относится и причинные связи и фундаментальные (не смешивайте с эмпирическими) законы.

Следует сделать два замечания. Первое: в настоящее время мы относим к классу явлений факты не только первого, но и более высоких порядков. И то, что мы сейчас называем явлением, мыслителям и естествоиспытателям прошлого показалось бы почти невозможной, непостижимой сущностью. И сейчас, оперируя фактом n-ного порядка, мы называем сущностью нечто выходящее в n+1-порядок. Второе замечание состоит в том, что мы часто называем явлением то, что имеет место в природе- явление природы. В этом смысле слово явление не относится к проблеме взаимоотношения явление -- сущность и представляет собой другое слово для обозначения реальности.

Ничего удивительного в этой многозначности нет. Очень многие слова неоднозначны. Надо только не смешивать разные значения. И я надеюсь, что после сделанного замечания читатели сами будут понимать из контекста, какое значение имеется в виду в данном месте.

Итак, эмпирическое знание дает нам только знание явлений, феноменальное знание. Но этот уровень не удовлетворяет человечество. Люди стремятся выйти за феноменальный уровень и проникнуть в сущность.

Я не знаю, почему и как у людей возникло это странное свойство (конечно же, я имею в виду не каждого человека как индивида, а именно человечество), но оно есть. И именно это свойство людей обуславливает необходимость перехода от эмпирического уровня научного знания к более высокому- теоретическому.