mah2

3. Кроме физического эксперимента существует еще другой, получающий широкое применение на более высокой ступени умственного развития, — мысленный эксперимент или эксперимент в уме. Прожектер, фантазер, писатель романов4, поэт социальных или технических утопий — все экспериментируют в уме. Но то же самое делают солидный купец, серьезный изобретатель или исследователь. Все они представляют себе известные условия и с этим представлением связывают ожидание, предположение известных последствий: они делают умственный опыт. Однако в то время как первые комбинируют в своей фантазии условия, которые в действительности совместно не существуют, или приписывают в своем представлении этим условиям последствия, с ними не связанные, вторые в своем мышлении остаются весьма близкими к действительности, потому что их представления являются хорошими копиями этой действительности. Возможность экспериментирования в мыслях основана на более или менее точном непроизвольном отражении фактов действительности в наших представлениях. Можем же мы в нашей памяти открывать еще подробности, на которые во время непосредственного наблюдения не обращали никакого внимания. Как в своих воспоминаниях мы открываем черту, внезапно вскрывающую перед нами истинный характер человека, дотоле нам незнакомый, так память знакомит нас с новыми свойствами физических фактов, ускользавшими до тех пор от внимания, и помогает делать открытия.

Наши представления у нас под рукой и нам легче и удобнее оперировать ими, чем физическими фактами. Мы экспериментируем в наших мыслях с меньшими затратами. Нет поэтому ничего удивительного, что умственный эксперимент предшествует физическому и подготовляет его. Так, физические исследования Аристотеля суть большею частью умственные эксперименты, в которых применяются им накопленные в памяти и, главное, в языке приобретения опыта. Но умственный эксперимент есть и необходимое предварительное условие эксперимента физического. Каждый экспериментатор, каждый изобретатель должен представлять себе в уме все необходимые для осуществления поставленной задачи действия прежде, чем он претворит их в дело. Стефенсону, например, известны из опыта вагон, рельсы, паровая машина. Однако он должен еще представить себе в уме комбинацию из стоящего на рельсах вагона, приводимого в движение паровой машиной, прежде, чем приступить к осуществлению этой комбинации на деле. И Галилей должен был видеть перед собой в

См. Е. Zola, Le Roman expérimental. Paris, 1898.

фантазии все операции для исследования движения падающего тела прежде, чем осуществить их на деле. Всякому новичку в экспериментировании приходится испытать, что недостаточное предварительное обдумывание опыта, необращение внимания на источники ошибок и т. д. может иметь для него не менее трагикомические последствия, чем это бывает в практической жизни с человеком, который «задним умом крепок».

4. Если наш физический опыт стал богаче и его чувственные элементы соединились с многими более разнообразными, но зато и более слабыми психическими ассоциациями, может начаться игра фантазии, в которой настроение данного момента, окружающая среда и направление мысли определяют, каким ассоциациям наступить в-действительности. Поэтому, когда физик ставит себе вопрос, чего следует ожидать, в соответствии с физическим опытом, при разнообразно комбинированных условиях, то очевидно, что ожидаемое не может быть существенно новым и отличным от того, что дает простой и некомбинированный физический опыт. Поскольку физик размышляет о действительности, его деятельность отличается, конечно, от свободной фантазии. Но и элементарнейшая мысль физика, касающаяся какого-нибудь отдельного физического чувственного опыта, не совпадает вполне с последним. Обыкновенно она содержит меньше, чем факт опыта, воспроизводит его только схематически, иногда же делает к нему неумышленно прибавки. Поэтому обозревание в воспоминании опытов и придумывание новых комбинаций обстоятельств в состоянии показать нам, насколько точно наши мысли воспроизводят опыт и насколько они согласуются между собой. Так происходит логико-эконо- мический очистительный процесс, — процесс прояснения мысленно построенного содержания опыта. Через такое обозревание становится яснее, чем через единичный опыт, какие обстоятельства играют решающую роль, какие обстоятельства находятся между собой во взаимной связи и какие друг от друга не зависят. Нам становится при этом ясно, как нам совместить наши удобства с необходимостью не погрешить против опыта, какие мысли наиболее проста и вместе с тем могут быть в наиболее широких размерах согласованы как с самими собой, так и с опытом. Достигаем мы этого через вариации фактов в наших

мыслях.

Результат умственного эксперимента, догадка, которую мы связываем с измененными в наших мыслях обстоятельствами, может оказаться столь определенной и решительной, что автору — основательно или нет, вопрос другой — может показаться

196

совершенно ненужной дальнейшая проверка ее через физический эксперимент5. Но чем более неопределенным, сомнительным оказывается результат умственного эксперимента, тем более он побуждает к эксперименту физическому, как своему естественному продолжению, которое должно иметь значение дополняющее, определяющее. К случаям последнего рода мы еще вернемся ниже, а здесь рассмотрим сначала несколько примеров первого рода.

5. Признав, что те или другие обстоятельства не имеют влияния на известный результат, мы можем мысленно изменить их по произволу, не изменяя результата. Умело применяя этот метод, мы приходим, наконец, к случаям, которые на первый взгляд кажутся по существу отличными от первого, т. е. к обобщению нашего понимания явлений. Stevin и Галилей мастерски применяют этот метод при исследовании рычага и наклонной плоскости. Пользуется этим методом в механике и Пуансо6. К системе сил А он присоединяет системы В и С, причем система С выбирается так, что она вступает в равновесие и с А, и с В. Исходя из той мысли, что это не изменяет ничего в понимании созерцателя этих систем, он признает системы А и В эквивалентными, хотя во всех других отношениях они могут быть весьма различны. Открытия Гюйгенса в области явлений удара тела основаны на умственных экспериментах. Исходя из той мысли, что движение окружающих тел столь же безразлично для движения ударяющихся тел, как точка зрения созерцателя, он изменяет эту последнюю и (относительное) движение среды. Пользуясь этим методом, он приходит к значительным обобщениям, исходя из наиболее простого, наиболее специального случая. Далее, иллюстрацией этого метода могут служить рассуждения диоптрики, в которых луч рассматривается как элемент то одного, то другого пучка лучей известных свойств.

6. Полезно также изменять в мыслях обстоятельства, от которых зависит исход того или другого опыта, а всего плодотворнее непрестанное изменение, доставляющее полный обзор всех возможных случаев. Нет ни малейшего сомнения, что умственные эксперименты этого рода приводили к величайшим переворотам в нашем мышлении и открыли самые важные пути исследования. Если легенда о падающем яблоке Ньютона, которую еще Эйлер считал верной, и не соответствует вполне исторической правде,

197

то все же от воззрения Коперника к воззрению Ньютона постепенно привели логические процессы, совершенно сходные с теми, которые столь мастерски излагают Эйлер1 и Gruithuiserfi, и элементы этих процессов могут быть даже исторически доказаны, хотя и у различных лиц, живших в эпохи весьма удаленные друг от друга.

Камень падает на землю. Будем постепенно увеличивать расстояние его от земли. Трудно допустить, что при непрерывном росте этого расстояния результаты его будут изменяться прерывно. Даже на расстоянии от земли, равном расстоянию от нее до луны, камень не потеряет внезапно своего стремления к падению. Большой камень падает так, как маленький. Допустим, что камень становится столь великим, как луна. И луна стремится упасть на землю. Допустим, что луна начинает увеличиваться в своих размерах, пока не достигает размеров земли. Наше представление потеряло бы достаточную определенность, если бы мы захотели принять, что только одно тело притягивается к другому, но не и наоборот. Итак, притяжение взаимно. Но оно остается также взаимным и при неравных размерах тел, ибо уменьшение размеров мы приняли постепенным и переход от одного случая к другому, следовательно, непрерывен. Ясно, что действуют здесь не одни только логические моменты. Логически указанная здесь прерывность вполне мыслима. Но совершенно невероятно, чтобы существование ее так или иначе не обнаружилось в опыте. Мы предпочитаем также то воззрение, которое требует от нас меньшего психического напряжения, если только оно не противоречит опыту.

Один камень падает рядом с другим. Луна состоит из камней. Земля состоит из камней. Каждая часть притягивает другую. Действие масс. Луна и земля не отличаются существенно от других мировых тел. Тяготение есть явление общего характера. Кеплерово движение есть движение брошенного тела, но с ускорением падающего тела, зависимым от расстояния. Вообще ускорение падающего тела, включая и земное, зависит отрасстояния. Законы Кеплерасутьлишь идеальные случаи (нарушения). Здесьвыступает логический момент, требование об отсутствии противоречий в самих наших мыслях.

Итак, мы видим, что основным методом умственного эксперимента, как и таковым же методом физического эксперимента, является метод вариаций. Изменением условий, по возможности

Euler, Lettres aune Princesse d'Allemagne. London, 1775.

F. Gruithuisen, Die Naturgeschichte im Kreise der Ursachen und Wirkungen.

München, 1810.

198

непрерывным, область применения связанного с ними представления (ожидания) расширяется; в случае видоизменения и специализации первых второе, т. е. представление, видоизменяется, специализируется, становится определеннее, и оба эти процесса сменяют друг друга.

Галилей — мастер в умственных экспериментах этого рода. Чтобы объяснить то явление, что пыль с весьма большим удельным весом носится в воздухе и на воде, он представляет себе куб тремя разрезами разделенным на восемь кубов меньших размеров; вес их остается тем же самым, но нижняя поверхность, а с ней и сопротивление удваивается, а при многократном повторении операции последнее может возрасти до громадных размеров. Подобным же образом Галилей представляет себе животное равномерно выросшим по всем направлениям с сохранением геометрического подобия, чтобы показать, что животное должно погибнуть под тяжестью собственного веса, растущего в кубе, так как крепость костей возрастает в гораздо меньшей пропорции. Однако умственного эксперимента часто бывает достаточно, чтобы довести до абсурда правило, с первого взгляда кажущееся правильным. Если бы тело более тяжелое действительно обладало свойством падать быстрее, то, полагает Галилей, два тела — более тяжелое и более легкое, — связанные вместе, причем образовалось бы еще более тяжелое тело, должны были бы падать медленнее, потому что более тяжелое тело задерживалось бы в своем падении более легким. Таким образом допущенное правило оказывается неосновательным, так как оно противоречит самому себе. Такого рода рассуждения сыграли в науке великую историческую роль.

7. Рассмотрим другой процесс этого рода. Тела равной температуры, воздействуя друг на друга, не изменяют этой последней. Более теплое тело А (накаленный железный шар) нагревает более холодное тело В (термометр) и на расстоянии, лучеиспусканием, что происходит, например, в известном опыте с одноосными вогнутыми зеркалами. Если мы, как это делает Пиктэ в своем опыте, заменим тело А жестянкой с холодной смесью, то тело В охладится. Это — физический эксперимент, с которым связаны эксперименты умственные. Существуют ли также лучи холода? Не тождественен ли новый случай с предыдущим с той только разницей, что А и В поменялись ролями? В обоих случаях более теплое тело нагревает более холодное. Допустим, что тело А теплее тела В, что температуры их затем становятся равными и наконец температура тела А становится ниже температуры В. Какое тело излучает теплоту другому в случае среднем? Изменя-

199

ется ли действие тел внезапно в момент равенства температур? Оба тела излучают теплоту и поглощают ее независимо друг от друга. Состояние подвижного равновесия теплоты (Прево). Согласно опытам Leslie и Rumforcfa, различные тела с равной температурой излучают неравные количества теплоты. Для того чтобы состояние подвижного равновесия продолжало существовать, как оно в действительности существует, тело, излучающее вдвое больше теплоты, должно и поглощать ее вдвое больше.

Существует важный прием, заключающийся в том, что одно или несколько условий, влияющих количественно на результат, мысленно постепенно уменьшают количественно, пока оно не исчезнет, так что результат оказывается зависимым от одних только остальных условий. Этот процесс физически часто неосуществим, и его можно поэтому назвать процессом идеальным, или абстракцией. Представляя себе сопротивление движению тела, получившего толчок в горизонтальном направлении, или замедление тела, движущегося вверх по слабонаклонной плоскости, постепенно уменьшающимися до исчезновения, мы приходим к представлению тела, движущегося равномерно без сопротивления. В действительности такой случай осуществлен быть не может. Поэтому Апелът вполне правильно замечает, что закон инерции был открыт при помощи абстракции. Но привел к этому умственный эксперимент, непрерывное изменение условий опыта. Все общие физические понятия и законы, понятие луча, диоптрические законы, закон Мариотта и т. д. получены через такую идеализацию. От нее они получают ту простую и вместе с тем общую форму, которая делает возможным любой более сложный факт реконструировать при помощи синтетической комбинации этих понятий и законов, т. е. его понять. Такими идеализациями являются в рассуждениях Карно абсолютно непроводящее тело, полное равенство температур соприкасающихся тел, необратимые процессы, у Кирхгофа — абсолютно черное тело и т. д.

8. Инстинктивный грубый опыт, приобретенный ненамеренно, дает нам мало определенные картины мира. Он учит нас, например, что тяжелые тела сами от себя не поднимаются вверх, что одинаково теплые тела вблизи друг от друга остаются одинаково теплыми и т. д. Это как будто скудно, но зато тем надежнее, ибо имеет под собой очень широкую основу. Планомерно выполненный количественный эксперимент обогащает нас гораздо большим количеством подробностей. Но развитые на основе этого эксперимента количественные представления приобретают самую надежную основу, когда мы приводим их в известную

200

венного эксперимента, т. е. эксперименту физическому. До своего экспериментального исследования движения падающего тела Галилей на основании наблюдений и логических умозаключений знает только то, что скорость движения возрастает, и, чтобы решить вопрос относительно рода этого возрастания, он прибегает к догадке. Только как проверка последствий, вытекающих из его допущения, становится для него возможным эксперимент. Объясняется это тем, что аналитическое умозаключение от закона, определяющего пространство, проходимое телом при своем падении, к обусловливающему его закону, определяющему скорость движения, было труднее, чем обратное синтетическое умозаключение. Часто и вообще аналитический метод бывает весьма труден вследствие своей неопределенности, и в положении, в котором находился Галилей, нередко оказываются и позднейшие исследователи. Правило смешения Richmann'a было получено методом догадок и только впоследствии подтверждено на опыте, и то же самое можно сказать о синусоидальном движении света и

омногих других важных физических воззрениях.

10.Метод догадок, предварительного угадывания результата опыта, имеет еще высокое значение дидактическое. Когда я учился в гимназии, у меня короткое время был превосходный учитель, Н. Phillipp, который, пользуясь этим методом, умел возбуждать внимание ученика до чрезвычайности9. Тот же метод мне довелось наблюдать у другого превосходного учителя, F. Pisko, посетив его школу. Много выигрывает от этого метода не только ученик, но и учитель. Последний узнает при этом своих учеников лучше, чем каким-либо иным способом. Догадки одних не идут дальше ближайшего, вероятного, между тем как догадки других простираются на необычайное, чудесное. Большей частью содержанием догадок является привычное, знакомое, ассоциативно ближайшее. Как в «Меноне» Платона раб полагает, что при удвоении сторон квадрата поверхность квадрата тоже удваивается, так можно от ученика в начальной школе услышать, что при удвоении длины маятника продолжительность колебания тоже удваивается, а ученик высших классов средней школы впадает в менее поразительные, но аналогичные ошибки. Но такие ошибки развивают способность замечать различия между

логически, физически и ассоциативно определенным или ближайшим, и человек научается, наконец, различать и между тем, что можно предугадать, и тем, чего вообще предугадать нельзя. Описанные здесь отдельно процессы и установленные при этом раз-

IC сожалению, этот гениальный дидактик сводил на нет почти весь свой успех плохой педагогикой, своею беспримерной нетерпеливостью.

202

личные случаи в действительности во время размышления быстро сменяют друг друга, а часто встречаются и в комбинации друг с другом. Кто знает, какую огромную роль играет при построении научного здания наша память, тому понятен взгляд Платона, утверждавшего, что всякое исследование и изучение есть не что иное, как воспоминание (о прежней жизни). Правда, есть в этом взгляде наряду с преувеличением известных моментов не менее значительная недооценка других. И каждый единичный нынешний опыт может быть весьма важен; притом относительно прежней жизни, — т. е., согласно современным воззрениям, истории рода, оставившей свои следы на теле человека, — надо сказать, что хотя она имеет значение, однако еще гораздо важнее ее индивидуальные воспоминания из жизни современной.

11. Экспериментирование в мыслях не только важно для исследователя по профессии, но оказывает весьма полезное действие и на психическое развитие вообще. Как оно начинается? Как оно может развиться в метод, применяемый сознательно, с намерением и пониманием? Как каждое движение, прежде чем стать произвольным, должно сначала удаться случайно, в виде движения рефлективного, так и здесь сначала соответствующие обстоятельства вызывают однажды ненамеренное варьирование в мыслях, которое затем подмечается и становится предметом постоянной заботы. Всего естественнее к этому приводит все парадоксальное. Последнее всего лучше раскрывает перед нами природу какой-нибудь проблемы, которая становится таковой именно благодаря своему парадоксальному содержанию. Но этого мало: противоречивые элементы не дают более успокоиться нашим мыслям и вызывают именно тот процесс, который мы назвали умственным экспериментом. Возьмем для примера какой-нибудь из известных шуточных вопросов и допустим, что мы услышали его в первый раз. В сосуд с водой, стоящий на весах, находящихся в равновесии, погружается тяжесть, укрепленная на особом штативе. Опустится чашка весов или нет? Муха помещена в закрытую бутылочку, стоящую на весах, находящихся в равновесии. Что произойдет, когда муха начнет летать внутри склянки? Или вспомним важный исторический случай, парадоксальное противоречие, мнимую несовместимость термодинамического принципа Карно с таковым же принципом Майера\ стоит вспомнить отношения между хроматической поляризацией и интерференцией света, которые хотя во многом и согласовались, тем не менее часто казались несовместимыми. Различные ожидания, которыми сопровождаются отдельные, в различных случаях объединенные, обстоя-

203

тельства, не могут не смущать нас и именно тем играют роль разъясняющую и плодотворную. Клаузиус и Уильям Томсон в одном случае, Юнг и Френель — в другом испытали действие парадокса. Анализом чужих и собственных своих работ каждый может убедиться, в какой мере всякий успех или неуспех зависит главным образом от того, была ли вся сила исследования направлена на пункты парадоксальные или нет.

12. Своеобразная непрерывная вариация, обнаруживающаяся в некоторых из рассмотренных выше умственных экспериментов, живо напоминает непрерывные изменения зрительных фантазмов, прекрасно описанные Иоганнесом Мюллером^. Скажут, что в противоположность взгляду Мюллера непрерывное изменение зрительных фантазмов вполне совместимо с законами ассоциации и отчасти может быть понимаемо именно как явление воспоминаний, как копия перспективных изменений изображений. Если однако нам не,кажется странным существование в нашей фантазии аккордов, мелодий и гармоний и мы не находим противоречия между этими явлениями и законами ассоциации, то так же должно обстоять дело с зрительными фантазмами. Не следует отрицать во всех этих случаях некоторого внезапного галлюцинаторного элемента. Собственная жизнь наших органов и взаимное возбуждение их, воспоминание, наверное действуют здесь совместно. Конечно, впрочем, здесь следует различать между галлюцинацией и творческой фантазией художников и исследователей. В галлюцинации образы могут примкнуть к грубо чувственному состоянию возбуждения, между тем как в случае творческой фантазии они группируются вокруг одной господствующей и упорно возвращающейся мысли. На то, что фантазия художника ближе к галлюцинации, чем фантазия научного исследователя, было указано уже выше 11

J. Müller, Die phantastischen Gesichtserscheinungen. Koblenz, 1826.

Не оценивая слишком низко значения законов ассоциации для психологии, можно однако с полным основанием усомниться в исключительном их значении. Рядом с временными проводящими путями, приобретенными индивидуумом, существуют в нервной системе и проводящие пути прирожденные, постоянные (по крайней мере, не приобретенные индивидуумом), иллюстрацией чего служат рефлективные движения, и эти вторые проводящие пути даже гораздо важнее для неиндивидуальных функций. Тот или другой процесс может возникнуть в органе путем передачи возбуждения из соседнего органа обоими указанными путями, но может, вероятно, при соответствующих условиях возникать в этом органе и произвольно. Если процесс особенно энергичен, он, вероятно, распространится от первоначального своего места всеми возможными для него путями. Мне кажется, что всем этим процессам должны соответствовать известные психические явления.

204