книги / Философские проблемы науки и техники

Например, такие науки, как теория автоматического регулирования, релейных схем, дискретных автоматов, занимают промежуточное положение между традиционными физико-химическими теориями компонентов и общей теорией систем большого масштаба. Техническая эстетика, инженерная психология связаны с включением человека в сферу действия проектирования. Неклассические технические науки также отделяют по принципу, что они занимаются не «железом» (hardware), а «мягким» (обычно программным) обеспечением (software) технических объектов.

Эффективность коммуникаций в системе «наука – произ-

водство». Технические достижения XX в. показали несомненную полезность применения науки в производстве через развитие прикладной науки и инженерной деятельности. Такое применение, однако, произошло далеко не во всех отраслях даже развитых стран. Во многих случаях трудности, переживаемые изобретательством, уже при решении рядовых производственных задач, свидетельствуют о том, что прикладная и техническая науки в их современном виде еще не обеспечивают надежного стыка теоретического знания и его инструментального использования. Усилившаяся взаимосвязь науки и техники привела к тому, что в среде физиков становится трюизмом утверждение, что основные достижения в технике зависят от фундаментальных исследований в науке. Однако существует мало свидетельств о каких-либо явных или тесных связях между такими исследованиями и большой массой технических разработок. Например, анализ сетей цитирования указывает на то, что наука главным образом растет на базе науки прошлого, а техника – в основном на базе существующей техники. Положение значительно осложняется также тем, что перенос полученных естественными науками результатов в технические науки и далее в технику требует перевода с языков естественных наук на языки технических наук и техники, что является именно задачей коммуникативной. Такой перевод осуществляется в основном стихийно. Более того, механическое перенесение «модных» понятий, представлений и методов не только не принесет желаемого решения

31

проблемы, но и затруднит, скроет от исследователя ее возможные решения. Например, часто предпринимаются попытки проектирования «на системном уровне» при отсутствии элементарных фактических данных технических наук. Такие «проекты» не заходят в явный тупик, если только авторам удается (осознанно или неосознанно) замаскировать практическую непригодность своих результатов аргументами типа: «Это общая методика, которая заработает, если мы измерим и внесем в нее все недостающие численные параметры процесса». Практически всегда задача измерения параметров эквивалентна по сложности начальной ситуации, когда не было никакой общей методики. Можно также указать на множество примеров неоправданной математизации, кибернетизации и т.п., которые не имели никакого реального обоснования, а были навеяны лишь научной модой. Довольно часто подобные тенденции можно наблюдать, когда вместо решения проблемы предлагается ее переформулировка, например, на основе кибернетических или системных понятий и при этом вносится представление, что все дело именно в компьютеризации, что само наличие ЭВМ и овладение программированием решают основные вопросы. Часто это приводит к появлению целых залов простаивающих ЭВМ на предприятиях. Возможны даже ситуации, когда десятки людей в течение нескольких дней занимаются вводом данных в ЭВМ с рукописных бланков, затем за несколько минут ЭВМ выдает огромную распечатку, которую в лучшем случае надо еще разрезать вручную на отдельные листы, тогда как без использования ЭВМ в качестве промежуточного звена все это можно было бы сделать гораздо быстрее. Ясно, что кибернетизация инженерной деятельности означает не только и не столько компьютеризацию, сколько особое внимание к ее целенаправленности и системности. Видно, что недостает каких-то звеньев в цепочке, связывающей эту деятельность с научными исследованиями. Однако характер таких звеньев еще недостаточно ясен. На их роль предлагаются, например, теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) со своим «вепольным» анализом или так называемое инженерное исследование. Во вся-

32

ком случае программирование – это лишь переложение на машинный язык уже готовых алгоритмов, поэтому ЭВМ, программирование, САПР не являются самоцелью и могут дать эффект только в соответствующей материальной и культурной среде.

Можно упомянуть и о некоторых организационных моментах, влияющих на эффективность связей в системе «наука – производство». Прежде всего давно выяснилось, что попытки строго регламентировать инженерную деятельность всегда кончаются неудачно. Либо инженеры находят способы обходить эту регламентацию, либо они перестают заниматься инженерной деятельностью, функционируя в предписанных им рамках. Еще в конце XIX в. предприниматели осознали, что высококвалифицированные инженеры должны иметь возможность свободного поиска, так как, будучи зажатыми в жестких тисках конкретных задач, они мало что могут дать в перспективе. Поэтому при фирмах создавались лаборатории, в задачу которых входило свободное исследование. Далее очень вредной является жесткая связь между качественно различными должностной и квалификационной структурами в инженерных коллективах. Стремление к профессиональному развитию стимулирует опытного инженера заняться поиском вакантной руководящей должности, хотя он не имеет опыта руководства, а также частично теряет приобретенную квалификацию из-за смены места работы. Такой «профессиональный рост», основанный на непрофессиональной активности инженеров, только увеличивает вероятность крупных ошибок, так как цена ошибки растет с ростом уровня принимаемых решений. Наконец, не стоит возлагать на инженеров обязанность внедрять свои разработки, как иногда предлагается. Конечно, настоящий инженер стремится к тому, чтобы увидеть свои проекты в «железе», в серийном производстве, но здесь он может быть только помощником тех, для кого «пробивание» проектов и идей является профессиональной деятельностью.

33

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА НАУЧНОЙ ГИПОТЕЗЫ

Значение опыта и обобщения. Опыт является единственным источником истины: он один может научить нас чему бы то ни было новому; он один может вооружить нас достоверностью [7]. Эти два положения являются неоспоримыми.

Но если опыт – все, то какое место остается тогда для математической физики? Что делать экспериментальной физике с этим, повидимому, бесполезным, аможетбыть, и опаснымсоюзником?

Несмотря на это, математическая физика существует; она уже оказала нам неоспоримые услуги. Здесь перед нами факт, необходимо требующий себе объяснения.

Одних наблюдений недостаточно: нужно уметь пользоваться наблюдениями. А для этого необходимо их обобщать. Так и поступали во все времена; но, так как воспоминание о былых ошибках делало человека все более и более осторожным, мы стали постепенно более наблюдать и все меньше делать обобщений.

Каждое столетие иронизировало над предыдущим, обвиняя его в слишком поспешных и наивных обобщениях. Декарт сожалел о философах ионийской школы; мы, в свою очередь, улыбаемся при имени Декарта; наши дети, несомненно, посмеются некогда и над нами.

Но не можем ли мы в таком случае сейчас, теперь же «взять быка за рога»? Нет ли у нас средства избавиться от всех этих насмешек, которые мы предвидим заранее? Не можем ли мы, спрашивается, удовольствоваться одним только голым опытом? Нет, это невозможно; это означало бы собою полное непонимание истинного характера науки. Ученый должен организовать факты; наука слагается из фактов, как дом из кирпичей. И одно голое накопление фактов не составляет еще науки, точно так же, как куча камней не составляет дома.

Однако прежде и более всего ученый должен обладать умением предвидеть явления. Карлейль писал как-то примерно следующее: «Факты – вот все, существенно необходимое. Иоанн

34

Безземельный прошел здесь, – вот то, что заслуживает изумления, вот это – реальность, за которую я отдал бы все теории мира». Карлейль был соотечественником Бэкона, но Бэкон никогда не сказал бы такой фразы. Язык Карлейля – язык, свойственный историку. Физик выразился бы скорее таким образом: «Иоанн Безземельный прошел здесь; это мне довольно безразлично, так как он не пройдет здесь еще раз».

Все мы знаем, что есть ценные опыты и есть плохие. Накопление последних является пустою тратою времени: пусть их будет сто или даже тысяча, довольно одного-единственного труда истинного гения, труда, например, Пастера, чтобывсеэтиопытыкануливЛету.

Это ясно понял Бэкон, который и создал термин ехреrimentum crucis.

Но этого не мог бы понять Карлейль; факт есть факт: ученик прочел такое-то число на термометре. Положим, он не принял при этом никаких предосторожностей. Это неважно: он прочел число, и если имеет значение лишь самый факт отсчета, то вот перед нами реальность в том же смысле, как и странствования короля Иоанна Безземельного. Почему же, спрашивается, тот факт, что школьник прочел именно такое показание термометра, не имеет значения, тогда как другой факт, что какой-нибудь искусный физик получил бы здесь иное показание, представляется, напротив того, очень важным? Причина в том, что из первого факта мы не можем сделать никакого вывода.

Итак, следовательно, что же такое ценный опыт? Ценный – это такой опыт, который дает нам нечто иное, чем простое знание одного изолированного факта, который позволяет нам делать предсказания, т.е. такой опыт, который позволяет обобщать. Ибо предвидение невозможно без обобщения. Условия, с которыми нам приходилось однажды иметь дело, никогда не повторятся потом во всей своей совокупности. Наблюдавшийся нами факт никогда, следовательно, не начнется сначала; единственное, что можно утверждать в этом случае, – это то, что в аналогичных

35

условиях наступает и аналогичный факт. Итак, следовательно, для предвидения мы должны прибегать по меньшей мере к установлению аналогий, а стало быть, и к обобщению фактов.

Как бы ни была велика наша робость, робость эмпириков, но мы все же вынуждены пользоваться методом интерполяции. Опыт дает нам лишь известное число изолированных точек, и нашему уму самому приходится соединять их посредством одной непрерывной линии. В этом-то прежде всего и состоит настоящее обобщение. Но мало того: кривая, которую мы проводим, пройдет где-нибудь между наблюденными точками и вблизи их, но не пройдет через самые точки. Таким образом, опыт не только обобщается, но и исправляется нами. И физик, который вздумал бы воздержаться от таких поправок и на самом деле удовольствовался бы голым, необработанным опытом, вынужден был бы формулировать довольно-таки оригинальные законы.

Итак, одних фактов, голых фактов еще недостаточно; вот почему нам необходима стройная или, точнее, стройно организованная наука.

Часто говорят: экспериментировать надо без всякой предвзятой идеи. Требовать этого невозможно; это значило бы не только сделать всякий опыт бесплодным, но и вообще желать невозможного. Всякий человек носит в себе свое особое понятие о мире, от которого ему не так-то легко отделаться. Мы вынуждены, например, постоянно прибегать к речи, а ведь наша речь сплошь проникнута, да и не может не быть проникнута, одними лишь предвзятыми идеями. Особенность здесь лишь в том, что идеи эти бессознательные, т.е. в тысячу раз опаснее всех других.

Можем ли мы сказать поэтому, что, вводя в познавательный процесс другие, уже вполне ясные для нашего сознания предвзятые идеи, мы лишь усиливаем зло? Нет, обе категории идей будут служить скорее друг для друга противовесом, противоядием; конечно, они будут вообще плохо гармонировать между собою, одни придут с другими в столкновение, и этот конфликт заставит нас смотреть на вещи с двух различных точек зрения. Этого до-

36

вольно для того, чтобы освободить нас из-под их власти; мы уже не рабы, если можем сами выбирать себе господина.

Таким образом, благодаря обобщению, каждый уже установленный наблюдением факт позволяет нам предвидеть целую массу других; мы не должны лишь забывать при этом, что достоверным является один только этот первоначальный факт, тогда как все остальные – только вероятны. Как бы ни было прочно обосновано какое-нибудь предсказание с внешней стороны, мы все же никогда не можем иметь абсолютной уверенности, что оно не будет при поверке опровергнуто опытом. Но вероятность бывает часто достаточно большой, для того чтобы на практике ею можно было удовлетвориться. Лучше вполне обладать не абсолютно достоверной возможностью предвидения, чем не обладать ею совершенно.

Следовательно, мы никогда не должны отказываться от проверки, когда для этого представляется удобный случай. Но всякий опыт требует времени и труда, исследователей мало, а фактов, которые нам нужно предвидеть, бесконечное множество. И по сравнению с этой колоссальной массой количество возможных для нас прямых проверок всегда будет лишь чем-то жалким и ничтожным.

Однако тем немногим данным, которые мы можем получить непосредственно, нужно найти лучшее применение; необходимо, чтобы каждый опыт позволял нам сделать возможно большее число возможно более точных предвидений. Проблема сводится, так сказать, к увеличению производительности научной машины.

Науку можно сравнить с библиотекой, которая должна непрерывно возрастать. Библиотекарь располагает для покупки книг недостаточными кредитами; он должен поэтому приложить все усилия к тому, чтобы не растратить их попусту. Покупка книг составляет обязанность экспериментальной физики; последняя одна способна обогащать библиотеку. Что же касается математической физики, то ее задачей будет составление каталога. Хорошо составленный каталог не может, конечно обогатить библиотеку. Но он, однако, может помочь читателю использовать ее богатства.

37

И, кроме того, указывая библиотекарю на пробелы в его коллекциях, каталог предоставляет ему возможность дать своим кредитам самое целесообразное употребление; это является особенно необходимым ввиду полной недостаточности их размера. Итак, следовательно, вот каково значение математической физики: она должна руководить процессом обобщения, руководить таким образом, чтобы результатом этого было увеличение того, что только что было названо производительностью науки. Остается теперь рассмотреть, каким образом достигает она своей цели и каким образом может идти к ней, не рискуя опасными уклонениями в сторону номинализма и метафизики.

Единство природы. Заметим прежде всего, что всякое обобщение до известной степени предполагает веру в единство и простоту природы. Что касается единства, то мы не можем встретить здесь каких-либо затруднений. Если бы различные части вселенной не относились между собой как органы одного и того же тела, они не оказывали бы одна на другую никакого действия, они как бы игнорировали одна другую; и мы, в частности, знали бы только одну ка- кую-нибудь из них. Итак, нам нужно задать себе вопрос не о том, едина липрирода, но о том, какимобразомонаявляется единой.

Относительно второго пункта дело решается не так-то легко. Простота природы недостоверна. Можем ли мы поэтому, ничем не рискуя, поступать так, как следовало бы это делать, ес-

ли бы природа была простой?

Было время, когда простота закона Мариотта служила аргументом в пользу его точности, когда сам Френель, бросив однажды в разговоре с Лапласом мысль, что природа не останавливается перед аналитическими трудностями, считал себя обязанным дать по этому поводу объяснения, чтобы не слишком уж задевать господствовавшее тогда мнение.

Теперь наши идеи сильно изменились. И, однако, до настоящего времени ученые, не верящие в простоту законов природы, часто вынуждены бывают поступать так, как если бы они имели такую уверенность. В самом деле, они не могут совершен-

38

но отделаться от необходимости допустить таковую, не уничтожая этим возможности какого бы ни было обобщения, а следовательно, и возможности самой науки.

Каждый данный факт, очевидно, может быть обогащен бесчисленным множеством способов; вопрос лишь в выборе между ними. И, делая выбор, мы можем руководствоваться лишь соображениями наибольшей простоты. Возьмем, например, самый обыкновенный случай – интерполяцию. Мы проводим между данными точками, полученными из опыта, непрерывную и, возможно, более правильную линию. Почему, спрашивается, избегаем мы углов и слишком крутых поворотов? Почему мы не ведем эту кривую как можно более причудливыми зигзагами? Потому, что заранее знаем или думаем, что знаем, что закон, который надо формулировать, не может быть до такой степени сложным.

Массу Юпитера можно вывести тремя способами: из движений его спутников, из возмущений больших планет и возмущений малых планет. Беря среднее из определений, полученных по каждому из трех этих способов, мы получаем три числа, очень близких, но все же различных между собою. Можно было бы истолковать этот результат, предположив, что коэффициент тяготения в трех этих случаях неодинаков; при таком предположении наши наблюдения могут быть, без сомнения, представлены гораздо удовлетворительнее. Но почему же, спрашивается, отвергаем мы такое истолкование? Не потому, что оно нелепо, но потому, что оно является бесполезным усложнением вопроса. Мы примем его в тот день, когда оно сделается неизбежным, но пока оно необязательно.

В итоге в огромном большинстве случаев всякий закон считается простым, пока не доказано противоположное. Последняя привычка присуща физикам по вышеизложенным причинам, но вопрос теперь в том, как совместить ее с наличностью ряда открытий, ежеминутно указывающих нам все новые, все более и более обильные и сложные детали. И каким образом, наконец, примирить ее с чувством единства природы? В самом деле, если

39

все зависит от всего, то отношения, в которые входит такое множество различных объектов, не могут быть простыми.

Изучая историю науки, мы видим в ней постоянную смену двух явлений, состоящих, так сказать, в обратных отношениях друг к другу: то под внешней сложностью скрывается простота, то, наоборот, видимая простота прикрывает собою в действительности крайнюю сложность отношений.

Что может быть сложнее запутанных планетных движений и что может быть проще закона Ньютона? Природа, забавляясь, по выражению Френеля, аналитическими трудностями, пользуется здесь очень простыми средствами и создает, благодаря их сочетанию, какую-то неразрешимую путаницу. Простота существует здесь в скрытой форме, и задача сводится к ее раскрытию.

Противоположных примеров – целое множество. В кинетической теории газов молекулы представляются нашему воображению перемещающимися с огромными скоростями, причем их траектории, видоизменяемые непрерывно происходящими столкновениями, имеют самые причудливые формы и бороздят пространство по всем направлениям. А между тем видимый результат всего этого – простой закон Мариотта; каждый индивидуальный факт был сложным, но закон больших чисел в среднем итоге снова создает простые отношения. В этом случае простота только внешняя, и лишь грубость наших чувств мешает нам обнаружить сложность явления.

Чрезвычайно большое число явлений следует закону пропорциональности; спрашивается почему? Потому, что в этих явлениях всегда есть некоторая очень малая величина. Простой закон, устанавливаемый наблюдением, сводится в этом случае исключительно лишь к переводу общего аналитического правила: бесконечно малое приращение функций пропорционально приращению переменной. А так как в действительности наблюдаемые нами приращения являются не бесконечно малыми, то закон пропорциональности имеет лишь приблизительную точность: простота здесь только кажущаяся. Изложенное приложимо к теории волнообраз-

40