«Система логики: силлогистическая и индуктивная»

В этой неопределенности заключение, которое мы можем сделать из сопутствующих изменений a и A, о существовании неизменной и исключительной связи между ними, или о постоянстве того же числового отношения между их вариациями, когда количества намного больше или меньше тех, которые мы имели средства наблюдать, не может считаться основанным на полной индукции. Все, что в таком случае может считаться доказанным по вопросу причинности, это то, что существует некоторая связь между двумя явлениями; что A, или что-то, что может влиять на A, должно быть одной из причин, которые коллективно определяют a. Мы можем, однако, чувствовать уверенность, что отношение, которое мы наблюдали как существующее между вариациями A и a, будет оставаться истинным во всех случаях, которые попадают между теми же крайними пределами; то есть везде, где максимальное увеличение или уменьшение, в котором результат, как было найдено наблюдением, совпадает с законом, не превышается.

Четыре метода, которые теперь была предпринята попытка описать, являются единственно возможными способами экспериментального исследования — прямой индукции à posteriori, в отличие от дедукции: по крайней мере, я не знаю и не могу себе представить никаких других. И даже из них метод остатков, как мы видели, не является независимым от дедукции; хотя, поскольку он также требует специфического опыта, он может, без неуместности, быть включен в число методов прямого наблюдения и эксперимента.

Эти, таким образом, с такой помощью, какую можно получить от дедукции, составляют доступные ресурсы человеческого разума для установления законов последовательности явлений. Прежде чем приступить к указанию определенных обстоятельств, которыми применение этих методов подвергается огромному увеличению сложности и трудности, целесообразно проиллюстрировать использование методов подходящими примерами, взятыми из реальных физических исследований. Они, соответственно, составят предмет следующей главы.

ГЛАВА IX. РАЗЛИЧНЫЕ ПРИМЕРЫ ЧЕТЫРЕХ МЕТОДОВ.

§ 1. Я выберу в качестве первого примера интересное размышление одного из самых выдающихся теоретических химиков, барона Либиха. Цель состоит в том, чтобы установить непосредственную причину смерти, вызываемой металлическими ядами.

Мышьяковистая кислота и соли свинца, висмута, меди и ртути, если они введены в животный организм, за исключением самых малых доз, уничтожают жизнь. Эти факты давно известны как изолированные истины низшего порядка обобщения; но Либиху было суждено, путем умелого применения первых двух наших методов экспериментального исследования, связать эти истины вместе более высокой индукцией, указав, какое свойство, общее для всех этих вредоносных веществ, является реально действующей причиной их фатального эффекта.

Когда растворы этих веществ помещаются в достаточно тесный контакт со многими животными продуктами, альбумином, молоком, мышечным волокном и животными мембранами, кислота или соль покидает воду, в которой она была растворена, и вступает в соединение с животным веществом: которое вещество, после того как на него таким образом подействовали, как обнаруживается, потеряло свою склонность к спонтанному разложению, или гниению.

Наблюдение также показывает, в случаях, когда смерть была вызвана этими ядами, что части тела, с которыми ядовитые вещества были приведены в контакт, впоследствии не гниют.

И, наконец, когда яд был подан в слишком малом количестве, чтобы уничтожить жизнь, образуются эсхары, то есть разрушаются некоторые поверхностные части тканей, которые впоследствии отторгаются восстановительным процессом, происходящим в здоровых частях.

Эти три набора случаев допускают рассмотрение согласно методу согласия. Во всех них металлические соединения приводятся в контакт с веществами, составляющими человеческое или животное тело; и случаи, по-видимому, не согласуются ни в каком другом обстоятельстве. Оставшиеся антецеденты настолько различны, и даже противоположны, насколько это возможно было сделать; ибо в некоторых животные вещества, подвергнутые действию ядов, находятся в состоянии жизни, в других — только в состоянии организации, в третьих — даже не в этом. И каков результат, который следует во всех случаях? Превращение животного вещества (путем соединения с ядом) в химическое соединение, удерживаемое вместе столь мощной силой, что оно сопротивляется последующему действию обычных причин разложения. Теперь, органическая жизнь (необходимое условие чувствительной жизни), состоящая в постоянном состоянии разложения и рекомпозиции различных органов и тканей; все, что делает их неспособными к этому разложению, уничтожает жизнь. И таким образом, непосредственная причина смерти, вызываемой этим описанием ядов, установлена, насколько метод согласия может ее установить.

Давайте теперь подвергнем наше заключение проверке методом различия. Исходя из уже упомянутых случаев, в которых антецедентом является присутствие веществ, образующих с тканями соединение, неспособное к гниению (и à fortiori неспособное к химическим действиям, которые составляют жизнь), а консеквентом является смерть, либо всего организма, либо некоторой его части; давайте сравним с этими случаями другие случаи, максимально похожие на них, но в которых этот эффект не производится. И, во-первых, «известно, что многие нерастворимые основные соли мышьяковистой кислоты не являются ядовитыми. Вещество под названием алкарген, открытое Бунзеном, которое содержит очень большое количество мышьяка и очень близко по составу к органическим мышьяковистым соединениям, найденным в теле, не имеет ни малейшего вредного действия на организм». Теперь, когда эти вещества приводятся в контакт с тканями каким-либо образом, они не соединяются с ними; они не останавливают их прогресс к разложению. Насколько, следовательно, эти примеры идут, представляется, что когда эффект отсутствует, это по причине отсутствия того антецедента, который мы уже имели веское основание рассматривать как непосредственную причину.

Но строгие условия метода различия еще не удовлетворены; ибо мы не можем быть уверены, что эти неядовитые тела согласуются с ядовитыми веществами во всех свойствах, кроме того единственного, вступления в трудноразлагаемое соединение с животными тканями. Чтобы сделать метод строго применимым, нам нужен пример не другого вещества, а одного из тех же самых веществ, в обстоятельствах, которые предотвратили бы его образование с тканями того рода соединения, о котором идет речь; и тогда, если смерть не последует, наш случай доказан. Теперь такие примеры предоставляются антидотами к этим ядам. Например, в случае отравления мышьяковистой кислотой, если вводится гидратированная перекись железа, разрушительное действие мгновенно прекращается. Теперь эта перекись, как известно, соединяется с кислотой и образует соединение, которое, будучи нерастворимым, не может действовать вообще на животные ткани. Так, опять же, сахар является хорошо известным антидотом к отравлению солями меди; и сахар восстанавливает эти соли либо в металлическую медь, либо в красный закись, ни одно из которых не вступает в соединение с животным веществом. Болезнь, называемая свинцовой коликой, столь распространенная на мануфактурах белого свинца, неизвестна там, где рабочие привыкли принимать в качестве предохранительного средства сернокислый лимонад (раствор сахара, подкисленный серной кислотой). Теперь разбавленная серная кислота обладает свойством разлагать все соединения свинца с органическим веществом или предотвращать их образование.

Существует другой класс примеров, природы, требуемой методом различия, которые на первый взгляд кажутся противоречащими теории. Растворимые соли серебра, такие, например, как нитрат, имеют тот же самый укрепляющий антисептический эффект на разлагающиеся животные вещества, что и сулема и самые смертоносные металлические яды; и при нанесении на внешние части тела нитрат является мощным каустиком; лишая эти части всей активной жизненности и вызывая их отторжение соседними живыми структурами в форме эсхара. Нитрат и другие соли серебра должны были бы, тогда, казалось бы, если теория верна, быть ядовитыми; однако их можно вводить внутренне с полной безнаказанностью. Из этого кажущегося исключения возникает самое сильное подтверждение, которое теория до сих пор получила. Нитрат серебра, несмотря на свои химические свойства, не отравляет при введении в желудок; но в желудке, как и во всех животных жидкостях, есть поваренная соль; и в желудке также есть свободная соляная кислота. Эти вещества действуют как естественные антидоты, соединяясь с нитратом, и если его количество не слишком велико, немедленно превращая его в хлорид серебра; вещество очень слабо растворимое и, следовательно, неспособное соединяться с тканями, хотя в пределах своей растворимости оно имеет лекарственное влияние, хотя и совершенно другого класса органических действий.

Предыдущие примеры предоставили индукцию высокого порядка убедительности, иллюстрирующую два простейших из наших четырех методов; хотя и не поднимающуюся до максимума достоверности, который метод различия, в своей наиболее совершенной экспликации, способен предоставить. Ибо (не будем забывать) положительный пример и отрицательный, которые требует строгость этого метода, должны отличаться только присутствием или отсутствием одного единственного обстоятельства. Теперь, в предыдущем аргументе, они отличаются присутствием или отсутствием не одного обстоятельства, а одного вещества: и поскольку каждое вещество имеет бесчисленные свойства, нет возможности узнать, какое количество реальных различий вовлечено в то, что номинально и по-видимому является только одним различием. Концепируемо, что антидот, перекись железа, например, может противодействовать яду через какое-то другое из своих свойств, чем то, которое заключается в образовании нерастворимого соединения с ним; и если так, теория рухнула бы, насколько она поддерживается этим примером. Этот источник неопределенности, который является серьезным препятствием для всех обширных обобщений в химии, однако, сведен в настоящем случае к почти низшей степени возможного, когда мы обнаруживаем, что не только одно вещество, но многие вещества обладают способностью действовать как антидоты к металлическим ядам, и что все они согласуются в свойстве образования нерастворимых соединений с ядами, в то время как нельзя установить, чтобы они согласовались в каком-либо другом свойстве вообще. Мы имеем таким образом, в пользу теории, все свидетельство, которое может быть получено тем, что мы назвали косвенным методом различия, или соединенным методом согласия и различия; свидетельство которого, хотя оно никогда не может достичь свидетельства метода различия, собственно так называемого, может приближаться бесконечно близко к нему.

§ 2. Пусть целью будет установить закон того, что называется индуцированным электричеством; найти, при каких условиях любое электризованное тело, будь то положительно или отрицательно электризованное, дает начало противоположному электрическому состоянию в каком-либо другом теле, прилежащем к нему.

Наиболее знакомой экспликацией явления, подлежащего исследованию, является следующая. Вокруг главных проводников электрической машины атмосфера на некотором расстоянии, или любая проводящая поверхность, подвешенная в этой атмосфере, оказывается в электрическом состоянии, противоположном состоянию самого главного проводника. Рядом и вокруг положительного главного проводника есть отрицательное электричество, а рядом и вокруг отрицательного главного проводника есть положительное электричество. Когда бузинные шарики приближаются к любому из проводников, они становятся электризованными противоположным электричеством по отношению к нему; либо получая долю от уже электризованной атмосферы путем проводимости, либо будучи подвергнутыми прямому индуктивному влиянию самого проводника: они затем притягиваются проводником, к которому они находятся в оппозиции; или, если удалены в своем электризованном состоянии, они будут притягиваться любым другим противоположно заряженным телом. Подобным образом рука, если поднесена достаточно близко к проводнику, получает или дает электрический разряд; теперь у нас нет свидетельства, что заряженный проводник может быть внезапно разряжен, если не приближением тела, противоположно электризованного. В случае, следовательно, электрической машины, представляется, что накопление электричества в изолированном проводнике всегда сопровождается возбуждением противоположного электричества в окружающей атмосфере и в каждом проводнике, помещенном рядом с первым проводником. Не представляется возможным в этом случае произвести одно электричество само по себе.

Давайте теперь исследуем все другие примеры, которые мы можем получить, похожие на этот пример в данном консеквенте, а именно, эволюцию противоположного электричества в окрестности электризованного тела. Как один примечательный пример у нас есть Лейденская банка; и после блестящих экспериментов Фарадея в полном и окончательном установлении существенной идентичности магнетизма и электричества, мы можем процитировать магнит, как естественный, так и электромагнит, ни в одном из которых невозможно произвести один вид электричества сам по себе, или зарядить один полюс, не заряжая противоположный полюс противоположным электричеством в то же время. Мы не можем иметь магнит с одним полюсом: если мы разобьем естественный магнит на тысячу кусков, каждый кусок будет иметь свои два противоположно электризованных полюса, полные внутри себя. В вольтовом столбе, опять же, мы не можем иметь один ток без его противоположности. В обычной электрической машине стеклянный цилиндр или пластина и резина приобретают противоположные электричества.

Из всех этих примеров, обработанных методом согласия, по-видимому, следует общий закон. Примеры охватывают все известные способы, которыми тело может стать заряженным электричеством; и во всех них обнаруживается, как сопутствующее или консеквент, возбуждение противоположного электрического состояния в каком-либо другом теле или телах. Представляется, что два факта неизменно связаны, и что возбуждение электричества в любом теле имеет одним из своих необходимых условий возможность одновременного возбуждения противоположного электричества в каком-либо соседнем теле.

Поскольку два противоположных электричества могут быть произведены только вместе, так они могут прекратиться только вместе. Это может быть показано применением метода различия к примеру Лейденской банки. Едва ли нужно здесь замечать, что в Лейденской банке электричество может быть накоплено и удержано в значительном количестве путем приспособления наличия двух проводящих поверхностей равного размера и параллельных друг другу на всем протяжении этого размера, с непроводящим веществом, таким как стекло, между ними. Когда одна сторона банки заряжена положительно, другая заряжена отрицательно, и именно в силу этого факта Лейденская банка послужила только что примером в нашем использовании метода согласия. Теперь невозможно разрядить одну из обкладок, если другая не может быть разряжена в то же время. Проводник, поднесенный к положительной стороне, не может унести никакого электричества, если не позволено равному количеству пройти с отрицательной стороны: если одна обкладка совершенно изолирована, заряд в безопасности. Рассеяние одного должно происходить pari passu с рассеянием другого.

Закон, таким образом сильно указанный, допускает подтверждение методом сопутствующих изменений. Лейденская банка способна принимать гораздо более высокий заряд, чем тот, который обычно может быть дан проводнику электрической машины. Теперь в случае Лейденской банки металлическая поверхность, которая получает индуцированное электричество, является проводником, точно похожим на тот, который получает первичный заряд, и поэтому столь же восприимчив к получению и удержанию одного электричества, как противоположная поверхность к получению и удержанию другого; но в машине соседнее тело, которое должно быть противоположно электризовано, является окружающей атмосферой или любое тело, случайно поднесенное близко к проводнику; и поскольку они обычно намного уступают в своей способности становиться электризованными самому проводнику, их ограниченная сила накладывает соответствующий предел на способность проводника быть заряженным. По мере того как способность соседнего тела поддерживать оппозицию увеличивается, становится возможным более высокий заряд: и этому, по-видимому, обязано большое превосходство Лейденской банки.

Дальнейшее и самое решительное подтверждение методом различия можно найти в одном из экспериментов Фарадея в ходе его исследований по предмету индуцированного электричества.

Поскольку обычное или машинное электричество и вольтово электричество могут считаться для настоящей цели идентичными, Фарадей хотел знать, индуцирует ли вольтов ток, бегущий вдоль провода, противоположный ток на другом проводе, проложенном параллельно ему на коротком расстоянии, подобно тому как главный проводник развивает противоположное электричество на проводнике в своей окрестности. Теперь этот случай похож на случаи, ранее исследованные, во всех обстоятельствах, кроме того, которому мы приписали эффект. Мы обнаружили в предыдущих примерах, что всякий раз, когда электричество одного вида возбуждалось в одном теле, электричество противоположного вида должно было быть возбуждено в соседнем теле. Но в эксперименте Фарадея эта обязательная оппозиция существует внутри самого провода. Из природы вольтова заряда два противоположных тока, необходимых для существования друг друга, оба размещены в одном проводе; и нет нужды в другом проводе, помещенном рядом с ним, чтобы содержать один из них, таким же образом, как Лейденская банка должна иметь положительную и отрицательную поверхность. Возбуждающая причина может и действительно производит все следствие, которое требуют ее законы, независимо от какого-либо электрического возбуждения соседнего тела. Теперь результатом эксперимента со вторым проводом было то, что никакого противоположного тока не было произведено. Был мгновенный эффект при замыкании и размыкании вольтова контура; электрические индукции появлялись, когда два провода двигались к и от друг друга; но это явления другого класса. Не было индуцированного электричества в смысле, в котором это предикатируется о Лейденской банке; не было устойчивого тока, бегущего вверх по одному проводу, в то время как противоположный ток бежал вниз по соседнему проводу; и это одно было бы истинным параллельным случаем к другому.

Таким образом, представляется по комбинированному свидетельству метода согласия, метода сопутствующих изменений и наиболее строгой формы метода различия, что ни один из двух видов электричества не может быть возбужден без равного возбуждения другого и противоположного вида: что оба являются следствиями одной и той же причины; что возможность одного является условием возможности другого, а количество одного — непреодолимым пределом для количества другого. Научный результат, представляющий значительный интерес сам по себе и иллюстрирующий эти три метода способом, одновременно характерным и легко понятным.

§ 3. Наш третий пример будет извлечен из «Рассуждения об изучении естественной философии» сэра Джона Гершеля, работы, изобилующей удачно выбранными экспликациями индуктивных процессов почти из каждого департамента физической науки, и в которой единственной, из всех книг, которые я встречал, четыре метода индукции отчетливо признаны, хотя и не так ясно охарактеризованы и определены, ни их корреляция так полно показана, как представлялось мне желательным. Настоящий пример описан сэром Джоном Гершелем как «один из самых красивых образцов», который можно процитировать, «индуктивного экспериментального исследования, лежащего в умеренных пределах»; теория росы, впервые обнародованная покойным доктором Уэллсом и теперь повсеместно принятая научными авторитетами. Пассажи в кавычках извлечены дословно из «Рассуждения».

«Предположим, роса была бы явлением, предложенным, причину которого мы хотели бы знать. Во-первых», мы должны определить точно, что мы подразумеваем под росой: что факт действительно есть, причину которого мы желаем исследовать. «Мы должны отделить росу от дождя и влаги туманов и ограничить применение термина тем, что действительно имеется в виду, а именно спонтанным появлением влаги на веществах, подвергнутых воздействию на открытом воздухе, когда не падает дождь или видимая влага». Это отвечает предварительной операции, которая будет охарактеризована в следующей книге, трактующей об операциях, вспомогательных для индукции.

«Теперь, здесь у нас есть аналогичные явления во влаге, которая орошает холодный металл или камень, когда мы дышим на него; той, которая появляется на стакане воды, свежей из колодца в жаркую погоду; той, которая появляется на внутренней стороне окон, когда внезапный дождь или град охлаждает внешний воздух; той, которая стекает по нашим стенам, когда после долгого мороза наступает теплая влажная оттепель». Сравнивая эти случаи, мы обнаруживаем, что все они содержат явление, которое было предложено в качестве предмета исследования. Теперь «все эти примеры согласуются в одном пункте, холодности объекта, покрытого росой, по сравнению с воздухом в контакте с ним». Но все еще остается самый важный случай из всех, случай ночной росы: существует ли то же обстоятельство в этом случае? «Является ли фактом, что объект, покрытый росой, холоднее воздуха? Конечно нет, можно было бы на первый взгляд быть склонным сказать; ибо что должно сделать его таким? Но ... эксперимент легок: нам нужно только положить термометр в контакт с веществом, покрытым росой, и повесить один на небольшом расстоянии над ним, вне досягаемости его влияния. Эксперимент был, следовательно, сделан, вопрос был задан, и ответ был неизменно в утвердительной форме. Всякий раз, когда объект покрывается росой, он холоднее воздуха».

Здесь, таким образом, полное применение метода согласия, устанавливающее факт неизменной связи между осаждением росы на поверхности и холодностью этой поверхности по сравнению с внешним воздухом. Но что из этого является причиной, а что следствием? или они оба являются следствиями чего-то еще? На этот предмет метод согласия не может дать нам никакого света: мы должны призвать более мощный метод. «Мы должны собрать больше фактов, или, что сводится к тому же, варьировать обстоятельства; поскольку каждый пример, в котором обстоятельства различаются, является свежим фактом: и особенно, мы должны отметить противоположные или отрицательные случаи, т. е. где роса не производится»: сравнение между примерами росы и примерами отсутствия росы, являющееся условием, необходимым для приведения метода различия в действие.

«Теперь, во-первых, роса не производится на поверхности полированных металлов, но она очень обильно производится на стекле, оба подвергнуты воздействию своими гранями вверх, и в некоторых случаях нижняя сторона горизонтальной пластины стекла также покрывается росой». Здесь пример, в котором эффект производится, и другой пример, в котором он не производится; но мы не можем еще провозгласить, как требует канон метода различия, что последний пример согласуется с первым во всех своих обстоятельствах, кроме одного; ибо различия между стеклом и полированными металлами многообразны, и единственное, в чем мы можем пока быть уверены, это то, что причина росы будет найдена среди обстоятельств, которыми первое вещество отличается от последнего. Но если бы мы могли быть уверены, что стекло и различные другие вещества, на которых осаждается роса, имеют только одно качество в общем, и что полированные металлы и другие вещества, на которых роса не осаждается, также не имеют ничего общего, кроме того одного обстоятельства, неимения того одного качества, которое имеют другие; требования метода различия были бы полностью удовлетворены, и мы распознали бы в том качестве веществ причину росы. Это, соответственно, путь исследования, который должен быть преследован следующим.

«В случаях полированного металла и полированного стекла контраст показывает очевидно, что вещество имеет много общего с явлением; поэтому пусть само вещество будет диверсифицировано насколько возможно путем подвергания воздействию полированных поверхностей различных видов. Это сделано, шкала интенсивности становится очевидной. Те полированные вещества оказываются наиболее сильно покрытыми росой, которые проводят тепло хуже всего; в то время как те, которые проводят хорошо, сопротивляются росе наиболее эффективно». Сложность увеличивается; здесь метод сопутствующих изменений призван нам на помощь; и никакой другой метод не был практически возможен по этому случаю; ибо качество проведения тепла не могло быть исключено, поскольку все вещества проводят тепло в некоторой степени. Полученное заключение состоит в том, что cæteris paribus осаждение росы находится в некоторой пропорции к силе, которую тело обладает для сопротивления прохождению тепла; и что это, следовательно (или что-то связанное с этим), должно быть по крайней мере одной из причин, которые помогают в производстве осаждения росы на поверхности.

«Но если мы выставим шероховатые поверхности вместо полированных, то иногда обнаружим, что этот закон нарушается. Так, шероховатое железо, особенно если оно окрашено или почернело, покрывается росой скорее, чем лакированная бумага; следовательно, вид поверхности имеет большое влияние. Выставим же один и тот же материал в весьма разнообразных состояниях поверхности» (то есть применим метод различия для установления сопутствия вариаций), «и сразу станет очевидной другая шкала интенсивности; те поверхности, которые легче всего отдают тепло путем излучения, как оказывается, наиболее обильно покрываются росой». Здесь, следовательно, имеются необходимые условия для второго применения метода сопутствующих изменений, который и в данном случае является единственным доступным методом, поскольку все вещества излучают тепло в той или иной степени. Вывод, полученный с помощью этого нового применения метода, заключается в том, что при прочих равных условиях (cæteris paribus) осаждение росы также находится в некоторой пропорции к способности излучать тепло; и что качество обильного излучения (или некоторая причина, от которой зависит это качество) является еще одной из причин, способствующих осаждению росы на веществе.

«Далее, влияние, установленное для вещества и поверхности, заставляет нас рассмотреть влияние текстуры: и здесь снова нам на испытание предлагаются примечательные различия и третья шкала интенсивности, указывающая на вещества с плотной, твердой текстурой, такие как камни, металлы и т. д., как на неблагоприятные, а на вещества с рыхлой текстурой, такие как ткань, бархат, шерсть, гагачий пух, хлопок и т. д., как на исключительно благоприятные для образования росы». Метод сопутствующих изменений здесь применяется в третий раз; и, как и прежде, по необходимости, поскольку текстура ни одного вещества не является абсолютно твердой или абсолютно рыхлой. Рыхлость текстуры, следовательно, или нечто, являющееся причиной этого качества, есть еще одно обстоятельство, способствующее осаждению росы; но эта третья причина сводится к первой, а именно к качеству сопротивления прохождению тепла: ибо вещества с рыхлой текстурой «как раз лучше всего приспособлены для одежды или для препятствования свободному прохождению тепла от кожи в воздух, позволяя их внешним поверхностям быть очень холодными, в то время как внутри они остаются теплыми»; и последнее, следовательно, является индукцией (из новых примеров), просто подтверждающей прежнюю индукцию.

Таким образом, оказывается, что случаи, в которых выпадает много росы, весьма разнообразные, сходятся в этом, и, насколько мы можем наблюдать, только в этом, что они либо быстро излучают тепло, либо медленно проводят его: качества, между которыми нет никакого другого обстоятельства согласия, кроме того, что в силу любого из них тело стремится терять тепло с поверхности быстрее, чем оно может быть восстановлено изнутри. Случаи же, напротив, в которых роса не образуется или образуется в малом количестве, и которые также чрезвычайно разнообразны, сходятся (насколько мы можем наблюдать) ни в чем, кроме как в отсутствии этого самого свойства. Мы, по-видимому, обнаружили характерное различие между веществами, на которых образуется роса, и теми, на которых она не образуется. И таким образом были реализованы требования того, что мы назвали косвенным методом различия, или соединенным методом согласия и различия. Приведенный пример этого косвенного метода и того, как данные подготавливаются для него методами согласия и сопутствующих изменений, является самым важным из всех иллюстраций индукции, предоставляемых этим интересным исследованием.

Мы могли бы теперь считать вопрос о том, от чего зависит осаждение росы, полностью решенным, если бы могли быть вполне уверены, что вещества, на которых образуется роса, отличаются от тех, на которых она не образуется, ничем, кроме свойства терять тепло с поверхности быстрее, чем эта потеря может быть восполнена изнутри. И хотя мы никогда не можем иметь такой полной уверенности, это не имеет такого большого значения, как могло бы показаться на первый взгляд; ибо мы, во всяком случае, установили, что даже если существует какое-либо другое до сих пор не замеченное качество, которое присутствует во всех веществах, собирающих росу, и отсутствует в тех, которые ее не собирают, это другое свойство должно быть таким, которое во всем этом огромном количестве веществ присутствует или отсутствует именно там, где присутствует или отсутствует свойство быть лучшим излучателем, чем проводником; такая степень совпадения дает сильное основание предполагать общность причины и, как следствие, неизменное сосуществование двух свойств; так что свойство быть лучшим излучателем, чем проводником, если не является самой причиной, почти наверняка всегда сопровождает причину, и для целей предсказания вряд ли будет допущена ошибка, если относиться к нему так, как если бы оно действительно было таковой.

Возвращаясь теперь к более раннему этапу исследования, вспомним, что мы установили: в каждом случае, когда образуется роса, имеет место фактическое охлаждение поверхности ниже температуры окружающего воздуха; но мы не были уверены, является ли эта холодность причиной росы или ее следствием. Это сомнение мы теперь можем разрешить. Мы обнаружили, что в каждом таком случае вещество является таким, которое в силу своих собственных свойств или законов, будучи выставленным ночью, стало бы холоднее окружающего воздуха. Холодность, следовательно, объясняется независимо от росы, в то время как доказано, что между ними существует связь; значит, именно роса зависит от холодности; или, другими словами, холодность является причиной росы.

Этот закон причинности, уже столь полно установленный, допускает, однако, эффективное дополнительное подтверждение не менее чем тремя способами. Во-первых, путем дедукции из известных законов водяного пара, когда он рассеян в воздухе или любом другом газе; и хотя мы еще не перешли к дедуктивному методу, мы не упустим того, что необходимо для завершения этого исследования. Прямым экспериментом известно, что только ограниченное количество воды может оставаться во взвешенном состоянии в виде пара при каждой степени температуры и что этот максимум становится все меньше и меньше по мере понижения температуры. Из этого дедуктивно следует, что если во взвешенном состоянии уже находится столько пара, сколько воздух может содержать при существующей температуре, любое понижение этой температуры вызовет конденсацию части пара, и он превратится в воду. Но, опять же, мы дедуктивно знаем из законов теплоты, что контакт воздуха с телом, более холодным, чем он сам, неизбежно понизит температуру слоя воздуха, непосредственно прилегающего к его поверхности; и поэтому заставит его отдать часть своей воды, которая, соответственно, по обычным законам гравитации или сцепления, прикрепится к поверхности тела, тем самым образуя росу. Это дедуктивное доказательство, как можно было заметить, имеет преимущество, сразу доказывая как причинность, так и сосуществование; и оно имеет дополнительное преимущество в том, что оно также объясняет исключения из возникновения этого явления, случаи, когда, хотя тело холоднее воздуха, роса все же не осаждается; показывая, что это неизбежно будет происходить, когда воздух настолько недостаточно насыщен водяным паром по сравнению со своей температурой, что даже будучи несколько охлажденным от контакта с более холодным телом, он все еще может продолжать удерживать во взвешенном состоянии весь пар, который был в нем взвешен ранее: так, в очень сухое лето не бывает рос, в очень сухую зиму — инея. Здесь, следовательно, имеется дополнительное условие образования росы, которое методы, использованные нами ранее, не смогли обнаружить и которое могло бы остаться необнаруженным, если бы не был применен план выведения следствия из установленных свойств агентов, известных как присутствующие.

Второе подтверждение теории осуществляется путем прямого эксперимента в соответствии с каноном метода различия. Мы можем, охлаждая поверхность любого тела, найти во всех случаях некоторую температуру (более или менее ниже температуры окружающего воздуха, в зависимости от его гигрометрического состояния), при которой начнет осаждаться роса. Здесь, следовательно, тоже причинность доказана прямо. Мы можем, правда, осуществить это только в малом масштабе; но у нас есть все основания заключить, что та же операция, если бы она проводилась в великой лаборатории природы, произвела бы тот же эффект.

И, наконец, даже в этом великом масштабе мы можем проверить результат. Этот случай является одним из тех редких случаев, как мы показали, в которых природа проводит эксперимент за нас таким же образом, как мы сами выполняем его; вводя в предшествующее состояние вещей единственное и совершенно определенное новое обстоятельство и проявляя эффект так быстро, что не остается времени для какого-либо другого существенного изменения в ранее существовавших обстоятельствах. «Замечено, что роса никогда не выпадает обильно в местах, сильно закрытых от открытого неба, и совсем не выпадает в облачную ночь; но если облака расходятся даже на несколько минут и оставляют ясный просвет, осаждение росы немедленно начинается и продолжает увеличиваться... Роса, образовавшаяся в ясные промежутки, часто даже испаряется снова, когда небо становится густо затянутым облаками». Доказательство, следовательно, полно: присутствие или отсутствие беспрепятственной связи с небом вызывает осаждение или отсутствие осаждения росы. Теперь, поскольку ясное небо есть не что иное, как отсутствие облаков, а известным свойством облаков, как и всех других тел, между которыми и данным объектом не находится ничего, кроме упругой жидкости, является то, что они стремятся повысить или поддержать поверхностную температуру объекта, излучая на него тепло, мы сразу видим, что исчезновение облаков вызовет охлаждение поверхности; так что природа в данном случае производит изменение в антецеденте определенными и известными средствами, и консеквент следует соответственно: естественный эксперимент, который удовлетворяет требованиям метода различия. [38]

Накопленное доказательство, которому оказалась доступна теория росы, является поразительным примером полноты уверенности, которой может достичь индуктивное свидетельство законов причинности в случаях, когда неизменная последовательность отнюдь не очевидна при поверхностном взгляде.

§ 4. Замечательные физиологические исследования доктора Броун-Секара дают блестящие примеры применения индуктивных методов к классу исследований, в которых, по причинам, которые будут приведены ниже, прямая индукция происходит при особых трудностях и невыгодных условиях. В качестве одного из наиболее подходящих примеров я выбираю его рассуждение (в «Трудах Королевского общества» за 16 мая 1861 г.) о связях между мышечной раздражимостью, трупным окоченением и гниением.

Закон, который стремится установить исследование доктора Броун-Секара, следующий: «Чем выше степень мышечной раздражимости во время смерти, тем позже наступает трупное окоченение и тем дольше оно длится, и тем позже также появляется гниение и тем медленнее оно протекает». На первый взгляд можно было бы сказать, что здесь требуется метод сопутствующих изменений. Но это обманчивое впечатление, возникающее из того обстоятельства, что вывод, подлежащий проверке, сам по себе является фактом сопутствующего изменения. Для установления этого факта может быть использован любой из методов, и окажется, что четвертый метод, хотя он действительно применяется, занимает лишь подчиненное место в данном конкретном исследовании.

Доказательства, с помощью которых доктор Броун-Секар устанавливает этот закон, можно перечислить следующим образом:

1-е. Парализованные мышцы обладают большей раздражимостью, чем здоровые мышцы. Теперь, парализованные мышцы позже принимают трупное окоченение, чем здоровые мышцы, окоченение длится дольше, а гниение наступает позже и протекает медленнее.

Оба эти положения должны были быть доказаны экспериментом; и экспериментами, которые их доказывают, наука также обязана доктору Броун-Секару. Первое из двух — что парализованные мышцы обладают большей раздражимостью, чем здоровые — он установил различными способами, но наиболее решительно путем «сравнения продолжительности раздражимости в парализованной мышце и в соответствующей здоровой мышце на противоположной стороне, в то время как обе они подвергаются одному и тому же возбуждению». Он «часто обнаруживал при экспериментировании таким образом, что парализованная мышца оставалась раздражимой в два, три или даже четыре раза дольше, чем здоровая». Это случай индукции по методу различия. Предполагалось, что две конечности, будучи конечностями одного и того же животного, не различаются ни в каком существенном для дела обстоятельстве, кроме паралича, к присутствию и отсутствию которого, следовательно, и следует приписывать разницу в мышечной раздражимости. Это допущение полного сходства во всех существенных обстоятельствах, кроме одного, очевидно, не могло быть безопасно сделано в любой отдельной паре экспериментов, потому что две ноги любого данного животного могли случайно находиться в очень разных патологических состояниях; но если, помимо стараний избежать любого такого различия, эксперимент повторялся достаточно часто на разных животных, чтобы исключить предположение, что какое-либо аномальное обстоятельство могло присутствовать во всех них, условия метода различия были адекватно обеспечены.

Таким же образом, каким доктор Броун-Секар доказал, что парализованные мышцы обладают большей раздражимостью, он доказал и коррелятивное положение относительно трупного окоченения и гниения. Перерезав корешки седалищного нерва, а затем боковую половину спинного мозга, он вызвал паралич одной задней ноги животного, в то время как другая оставалась здоровой, и обнаружил, что мышечная раздражимость не только длилась гораздо дольше в парализованной конечности, но и окоченение наступало позже и заканчивалось позже, а гниение начиналось позже и было менее быстрым, чем на здоровой стороне. Это обычный случай метода различия, не требующий комментариев. Дальнейшее и очень важное подтверждение было получено тем же методом. Когда животное убивали не вскоре после перерезания нерва, а месяц спустя, эффект был обратным: окоченение наступало раньше и длилось меньше времени, чем в здоровых мышцах. Но по прошествии этого времени парализованные мышцы, удерживаемые параличом в состоянии покоя, утратили большую часть своей раздражимости и вместо того, чтобы быть более раздражимыми, стали менее раздражимыми, чем мышцы на здоровой стороне. Это дает A B C, a b c и B C, b c метода различия. Один антецедент, повышенная раздражимость, был изменен, а другие обстоятельства остались прежними, консеквент не последовал; и, более того, когда был предоставлен новый антецедент, противоположный первому, за ним последовал противоположный консеквент. Этот пример сопровождается особым преимуществом: он доказывает, что замедление и продление окоченения зависят не непосредственно от паралича, поскольку он был одинаковым в обоих случаях, а специфически от одного следствия паралича, а именно от повышенной раздражимости; поскольку они прекращались, когда она прекращалась, и были обратными, когда она была обратной.

2-е. Понижение температуры мышц перед смертью увеличивает их раздражимость. Но понижение их температуры также замедляет трупное окоченение и гниение.

Обе эти истины были впервые обнародованы самим доктором Броун-Секаром посредством экспериментов, которые приходят к выводу в соответствии с методом различия. В природе этого процесса нет ничего, требующего специального анализа.

3-е. Мышечная деятельность, продленная до истощения, уменьшает мышечную раздражимость. Это хорошо известная истина, зависящая от самых общих законов мышечного действия и доказанная постоянно повторяемыми экспериментами по методу различия. Теперь наблюдением было показано, что переутомленный скот, если его убить до восстановления после усталости, становится жестким и гниет за удивительно короткое время. Подобный факт наблюдался в случае животных, загнанных до смерти; петухов, убитых во время или вскоре после боя; и солдат, павших на поле битвы. Эти различные случаи не сходятся ни в каком обстоятельстве, непосредственно связанном с мышцами, кроме того, что они только что подверглись изнурительной нагрузке. Следовательно, согласно канону метода согласия, можно сделать вывод, что между этими двумя фактами существует связь. Метод согласия, действительно, как было показано, не способен доказать причинность. Настоящий случай, однако, уже известен как случай причинности, поскольку несомненно, что состояние тела после смерти должно каким-то образом зависеть от его состояния во время смерти. Мы поэтому вправе заключить, что единственное обстоятельство, в котором сходятся все случаи, является той частью антецедента, которая служит причиной данного конкретного консеквента.

4-е. По мере того как питание мышц находится в хорошем состоянии, их раздражимость высока. Этот факт также опирается на общие свидетельства законов физиологии, основанные на многих привычных применениях метода различия. Теперь, в случае тех, кто умирает от несчастного случая или насилия, с мышцами в хорошем состоянии питания, мышечная раздражимость сохраняется долго после смерти, окоченение наступает поздно и сохраняется долго без гнилостных изменений. Напротив, в случаях болезни, при которых питание было уменьшено в течение долгого времени до смерти, все эти эффекты обратны. Это условия соединенного метода согласия и различия. Случаи замедленного и длительного окоченения, о которых здесь идет речь, сходятся только в том, что им предшествует высокое состояние питания мышц; случаи быстрого и кратковременного окоченения сходятся только в том, что им предшествует низкое состояние мышечного питания; таким образом, индуктивно доказана связь между степенью питания и медленностью и продолжительностью окоченения.

5-е. Судороги, подобно изнурительной нагрузке, но в еще большей степени, уменьшают мышечную раздражимость. Теперь, когда смерть следует за сильными и продолжительными судорогами, как при столбняке, бешенстве, некоторых случаях холеры и определенных ядах, окоченение наступает очень быстро и после очень короткой продолжительности уступает место гниению. Это еще один пример метода согласия, того же характера, что и № 3.

6-е. Серия примеров, которую мы возьмем последней, носит более сложный характер и требует более тщательного анализа.

Давно замечено, что в некоторых случаях смерти от молнии трупное окоченение либо не наступает вовсе, либо имеет настолько чрезвычайно короткую продолжительность, что ускользает от внимания, и что в этих случаях гниение происходит очень быстро. В других случаях, однако, появляется обычное трупное окоченение. Должна быть какая-то разница в причине, чтобы объяснить эту разницу в следствии. Теперь «смерть от молнии может быть результатом: 1-е, обморока от испуга или вследствие прямого или рефлекторного влияния молнии на блуждающий нерв; 2-е, кровоизлияния в мозг или вокруг него, или в легкие, перикард и т. д.; 3-е, сотрясения или какого-либо другого изменения в мозге»; ни одно из этих явлений не обладает известным свойством, способным объяснить подавление или почти подавление трупного окоченения. Но причиной смерти может быть также то, что молния вызывает «сильную судорогу каждой мышцы в теле», известным следствием которой, если она достаточной интенсивности, было бы то, что «мышечная раздражимость прекращается почти сразу». Если обобщение доктора Броун-Секара является истинным законом, то это будут как раз те случаи, в которых окоченение настолько сокращено, что ускользает от внимания; а случаи, в которых, напротив, окоченение происходит как обычно, будут теми, в которых удар молнии действует одним из других перечисленных способов. Как же это подвергается проверке? Экспериментами не на молнии, которой нельзя управлять по желанию, а на том же естественном агенте в управляемой форме, а именно на искусственном гальванизме. Доктор Броун-Секар гальванизировал целые тела животных сразу после смерти. Гальванизм не может действовать ни одним из способов, которыми мог действовать удар молнии, кроме единственного — вызова мышечных судорог. Если, следовательно, после того, как тела были гальванизированы, продолжительность окоченения значительно сокращается, а гниение значительно ускоряется, разумно приписать те же эффекты, когда они вызваны молнией, свойству, которое гальванизм разделяет с молнией, а не тем, которых он не разделяет. Теперь доктор Броун-Секар обнаружил, что это так. Гальванический эксперимент был опробован с зарядами самой разной силы; и чем мощнее был заряд, тем короче оказывалась продолжительность окоченения и тем быстрее и стремительнее гниение. В эксперименте, в котором заряд был самым сильным, а мышечная раздражимость разрушалась наиболее быстро, окоченение длилось всего пятнадцать минут. Следовательно, на принципе метода сопутствующих изменений можно сделать вывод, что продолжительность окоченения зависит от степени раздражимости; и что если бы заряд был настолько же сильнее самого сильного заряда доктора Броун-Секара, насколько удар молнии должен быть сильнее любого электрического разряда, который мы можем произвести искусственно, окоченение сократилось бы в соответствующей пропорции и могло бы исчезнуть вовсе. После того как этот вывод был сделан, случай электрического разряда, естественного или искусственного, становится примером в дополнение ко всем уже установленным, примером соответствия между раздражимостью мышцы и продолжительностью окоченения.

Все эти примеры подытоживаются в следующем утверждении: «Что когда степень мышечной раздражимости во время смерти значительна, либо вследствие хорошего состояния питания, как у лиц, умирающих в полном здравии от случайной причины, либо вследствие покоя, как в случаях паралича, либо из-за влияния холода, трупное окоченение во всех этих случаях наступает поздно и длится долго, а гниение появляется поздно и протекает медленно»: но «что когда степень мышечной раздражимости во время смерти невелика, либо вследствие плохого состояния питания, либо истощения от переутомления, либо от судорог, вызванных болезнью или ядом, трупное окоченение наступает и прекращается скоро, а гниение появляется и протекает быстро». Эти факты представляют во всей их полноте условия соединенного метода согласия и различия. Раннее и кратковременное окоченение происходит в случаях, которые сходятся только в обстоятельстве низкого состояния мышечной раздражимости. Окоченение начинается поздно и длится долго в случаях, которые сходятся только в противоположном обстоятельстве — высокой и необычно продленной мышечной раздражимости. Из этого следует, что существует связь через причинность между степенью мышечной раздражимости после смерти и медленностью и продолжительностью трупного окоченения. Это исследование проливает яркий свет на ценность и эффективность соединенного метода. Ибо, как мы уже видели, недостаток этого метода заключается в том, что, подобно методу согласия, улучшенной формой которого он является, он не может доказать причинность. Но в настоящем случае (как и в одном из шагов аргументации, который привел к нему) причинность уже доказана; поскольку никогда не могло быть сомнений в том, что окоченение в целом и гниение, которое следует за ним, вызваны фактом смерти: наблюдения и эксперименты, на которых это основывается, слишком привычны, чтобы нуждаться в анализе, и подпадают под метод различия. Будучи, следовательно, вне сомнения, что совокупный антецедент, смерть, является фактической причиной всей цепи консеквентов, любое из обстоятельств, сопровождающих смерть, которое, как можно показать, сопровождается во всех своих вариациях вариациями в исследуемом эффекте, должно быть той конкретной чертой факта смерти, от которой зависит этот эффект. Степень мышечной раздражимости во время смерти удовлетворяет этому условию. Единственный момент, который можно было бы поставить под вопрос, заключался бы в том, зависит ли эффект от самой раздражимости или от чего-то, что всегда сопровождало раздражимость: и это сомнение снимается установлением, как это делают примеры, того, что какой бы причиной ни была вызвана высокая или низкая раздражимость, эффект наступает в равной степени; и, следовательно, не может зависеть ни от причин раздражимости, ни от других следствий этих причин, которые столь же разнообразны, как и сами причины; но исключительно от раздражимости.

§ 5. Последние два примера передадут любому, кто должным образом проследил за ними, столь ясное представление об использовании и практическом применении трех из четырех методов экспериментального исследования, что отпадет необходимость в каком-либо дальнейшем их иллюстрировании. Оставшийся метод, метод остатков, не нашедший места ни в одном из предыдущих исследований, я процитирую из сэра Джона Гершеля, приведя несколько примеров этого метода вместе с замечаниями, которыми они предваряются.

«Именно этим процессом, по сути, наука в ее нынешнем продвинутом состоянии главным образом и продвигается. Большинство явлений, которые представляет природа, очень сложны; и когда эффекты всех известных причин оцениваются с точностью и вычитаются, остаточные факты постоянно появляются в форме явлений, совершенно новых и ведущих к самым важным выводам.

«Например: возвращение кометы, предсказанное профессором Энке, много раз подряд, и общее хорошее совпадение ее вычисленного места с наблюдаемым в течение любого из периодов ее видимости привели бы нас к утверждению, что ее тяготение к Солнцу и планетам является единственной и достаточной причиной всех явлений ее орбитального движения; но когда эффект этой причины строго вычисляется и вычитается из наблюдаемого движения, обнаруживается, что остается остаточное явление, которое иначе никогда не было бы обнаружено, а именно небольшое опережение времени ее появления или уменьшение ее периодического времени, которое не может быть объяснено гравитацией и причину которого, следовательно, следует исследовать. Такое опережение было бы вызвано сопротивлением среды, рассеянной в небесных пространствах; и так как существуют другие веские причины полагать это vera causa» (действительно существующим антецедентом), «оно поэтому было приписано такому сопротивлению. [39]

«М. Араго, подвесив магнитную стрелку на шелковой нити и приведя ее в колебание, заметил, что она гораздо быстрее приходила в состояние покоя, когда была подвешена над медной пластиной, чем когда под ней не было такой пластины. Теперь, в обоих случаях было две veræ causæ» (антецедента, известные как существующие), «почему она должна в конце концов прийти в состояние покоя, а именно: сопротивление воздуха, которое противодействует и в конце концов уничтожает все движения, совершаемые в нем; и отсутствие совершенной подвижности в шелковой нити. Но эффект этих причин был точно известен по наблюдению, сделанному в отсутствие меди, и, будучи таким образом учтен и вычтен, появилось остаточное явление в том факте, что замедляющее влияние оказывалось самой медью; и этот факт, однажды установленный, быстро привел к знанию совершенно нового и неожиданного класса отношений». Этот пример, однако, относится не к методу остатков, а к методу различия, так как закон устанавливается прямым сравнением результатов двух экспериментов, которые не различались ничем, кроме присутствия или отсутствия медной пластины. Чтобы сделать его примером метода остатков, эффект сопротивления воздуха и эффект жесткости шелка должны были быть вычислены à priori из законов, полученных в результате отдельных и предшествующих экспериментов.

«Неожиданные и особенно поразительные подтверждения индуктивных законов часто встречаются в форме остаточных явлений в ходе исследований совершенно иного характера, чем те, которые породили сами индукции. Очень изящный пример можно привести в неожиданном подтверждении закона развития теплоты в упругих жидкостях при сжатии, которое предоставляется явлениями звука. Исследование причины звука привело к выводам относительно способа его распространения, из которых его скорость в воздухе могла быть точно вычислена. Вычисления были выполнены; но при сравнении с фактом, хотя совпадение было вполне достаточным, чтобы показать общую правильность приписанной причины и способа распространения, все же нельзя было показать, что вся скорость проистекает из этой теории. Оставалась еще остаточная скорость, которую нужно было объяснить, что на долгое время поставило философов-динамиков в большое затруднение. Наконец Лаплас пришел к счастливой мысли, что это может происходить от теплоты, развивающейся в акте той конденсации, которая неизбежно происходит при каждом колебании, посредством которого передается звук. Вопрос был подвергнут точному вычислению, и результатом стало сразу полное объяснение остаточного явления и поразительное подтверждение общего закона развития теплоты при сжатии в обстоятельствах, выходящих за рамки искусственной имитации».

«Многие из новых элементов химии были обнаружены при исследовании остаточных явлений. Так, Арфведсон открыл литий, заметив избыток веса в сульфате, полученном из небольшой порции того, что он считал магнезией, присутствующей в минерале, который он анализировал. На этом принципе также малые концентрированные остатки великих операций в искусствах почти наверняка являются местами, где скрываются новые химические ингредиенты: свидетельствуют йод, бром, селен и новые металлы, сопровождающие платину в экспериментах Волластона и Теннанта. Это была счастливая мысль Глаубера — исследовать то, что все остальные выбрасывали». [40]