В остальной части главы Эрдман настаивает на том, что прямая линия и т.д., хотя и не абстрагированы из опыта, который нигде не представляет прямых линий, должны все же, как применимые к общепризнанно эмпирическим наукам, быть эмпирическими (стр. 159) — критерий, который он, по-видимому, применяет только тогда, когда все другие основания для эмпирического мнения терпят неудачу, и который, очевидно, никогда не может отказаться выполнять свою работу, поскольку все элементы знания восприимчивы к применению на некотором эмпирическом материале. Он также определяет прямую линию (стр. 155) как линию постоянной кривизны ноль, как будто кривизна могла быть измерена независимо от прямой линии. Даже арифметические аксиомы объявлены эмпирическими (стр. 165), поскольку в мире, где вещи были бы все безнадежно отличны друг от друга, эти аксиомы не могли бы быть применены. После этого напоминания о Милле мы не удивлены, несколько страниц спустя (стр. 172), смутному призыву к «английским логикам» как доказавшим, что геометрия является индуктивной наукой. Тем не менее, Эрдман объявляет, почти на последней странице своей книги (стр. 173), что геометрия отличается от всех других наук однородностью своего материала: принцип, ни одно применение которого не встречается во всей его книге, и который, как мы увидим в главе III, прямо противоречит философским теориям, отстаиваемым на всех его предыдущих страницах.
В целом, следовательно, нельзя сказать, что Эрдман сделал много для укрепления философской позиции Римана и Гельмгольца. Я критиковал его подробно, потому что его книга имеет вид большой тщательности и потому что она, несомненно, является лучшей защитой из существующих той позиции, которую она занимает. Теперь нам предстоит выполнить противоположную задачу: защитить метагеометрию, с ее математической стороны, от нападок Лотце и других и отстоять для нее ту меру философской важности — гораздо меньшую, правда, чем надежды Эрдмана, — которой она, по-видимому, действительно обладает.
Лотце.
85. Аргумент Лотце относительно геометрии — который следует за метафизическим аргументом об онтологической природе пространства и предполагает результаты этого аргумента — состоит из двух частей: первая обсуждает различные значения, логически приписываемые (стр. 233–247) предложению о том, что возможны другие пространства, кроме евклидова, а вторая критикует, в деталях, процедуру метагеометрии. Первый из этих вопросов очень важен и требует значительной осторожности относительно логического значения суждения о возможности. Хотя обсуждение Лотце превосходно во многих отношениях, я не могу убедить себя, что он нашел единственный истинный смысл, в котором возможны неевклидовы пространства. Я постараюсь обосновать это утверждение на следующих страницах.
86. Лотце открывает несколько поразительным утверждением, которое, хотя философски достойно того, чтобы быть истинным, по-видимому, исторически не подтверждается. Евклидова геометрия была главным образом поколеблена, говорит он, кантовским понятием исключительной субъективности пространства — если пространство есть только наша частная форма интуиции, для которой не существует аналога в объективном мире, то другие существа могут иметь другие пространства, не предполагая никакого различия в мире, который они упорядочивают в этих пространствах (стр. 233). Это, безусловно, кажется законной дедукцией из субъективности пространства, которая, будучи далекой от установления всеобщей значимости Евклида, устанавливает его значимость только после эмпирического исследования природы пространства, как оно интуитивно постигается Томом, Диком или Гарри. Но на самом деле те, кто сделал больше всего для продвижения неевклидовой геометрии — за исключением Римана, который был учеником Гербарта, — обычно наследовали от Ньютона наивный реализм относительно абсолютного пространства. Я мог бы привести пример отрывка, процитированного из Бойяи в главе I, или Клиффорда, который, по-видимому, думал, что мы фактически видим изображения вещей на сетчатке, или, опять же, веру Гельмгольца в зависимость геометрии от поведения твердых тел. Эта вера привела к взгляду, что геометрия, подобно физике, есть экспериментальная наука, в которой объективная истина может быть достигнута, это правда, но только эмпирическими методами. Однако основание Лотце для неуверенности относительно Евклида является философски приемлемым основанием, и будет поучительно наблюдать различные возможности, которые возникают из него.
Если пространство есть только субъективная форма — так Лотце открывает свой аргумент, — другие существа могут иметь другую форму. Если это соответствует другому миру, различие, говорит он, неинтересно: ибо только наш мир релевантен для любого метафизического обсуждения. Но если это другое пространство соответствует тому же миру, который мы знаем под евклидовой формой, тогда, по его мнению, мы получаем вопрос подлинного философского интереса. И здесь он различает два случая: либо отношения между вещами, которые представлены этим гипотетическим существам под формой некоторого другого пространства, являются отношениями, которые не появляются нам, или, во всяком случае, не появляются пространственными; либо они являются теми же отношениями, которые появляются нам как фигуры в евклидовом пространстве (стр. 235). Первая возможность была бы проиллюстрирована, говорит он, существами, для которых тоновые или цветовые многообразия казались протяженными; но мы не можем, по его мнению, вообразить многообразие, такое как требуется для этого случая, имеющим свои измерения однородными и сравнимыми inter se, и поэтому содержания различных представлений, составляющих такое многообразие, не могли бы быть объединены в единое содержание, содержащее их все. Но возможность такой комбинации есть сущность чего-либо, стоящего того, чтобы называться пространством: следовательно, первая из вышеуказанных возможностей немотивирована и неинтересна. Вывод Лотце по этому пункту, я думаю, неоспорим, но я сомневаюсь, что его аргумент очень убедителен. Однако, поскольку эта возможность не имеет связи с той, которую созерцают неевклиды, не стоит обсуждать ее далее.
Вторая возможность также, думает Лотце, не является возможностью метагеометрии, но в действительности она ближе к ней, чем любая из других обсуждаемых возможностей. Если бы неевклид был в то же время сторонником субъективности пространства, он должен был бы быть приверженцем этого взгляда. Давайте посмотрим точнее, что это за взгляд. В книге II, главе I, Лотце принял аргумент Трансцендентальной эстетики, но отверг аргумент математических антиномий: он решил, что пространство есть, как верил Кант, субъективное, но обладает тем не менее тем, что Кант ему отказывал, — объективным аналогом. Отношение представленного пространства к его объективному аналогу, как оно мыслится Лотце, довольно трудно понять. Оно кажется едва ли напоминающим отношение ощущения к его объекту — например, света к эфирным вибрациям, — ибо если бы это было так, пространство не было бы в каком-либо особом смысле субъективным. Оно кажется скорее напоминающим отношение воспринимаемого телесного движения к состоянию ума лица, желающего движения. Как бы то ни было, объективный аналог пространства предполагается состоящим из некоторых непосредственных взаимодействий монад, которые испытывают взаимодействия как модификации своих внутренних состояний. Такие взаимодействия, ясно, не формируют предмет геометрии, которая имеет дело только с нашими результирующими восприятиями пространственных фигур. Теперь, если конструкция пространства Лотце верна, кажется, безусловно, нет причин, почему эти результирующие восприятия не могли бы, для одного и того же взаимодействия между монадами, быть очень разными у существ, иначе конституированных, чем мы сами. Но если бы они были разными, говорит Лотце, они должны были бы быть совершенно разными — настолько разными, например, как интервал между двумя нотами отличается от прямой линии. Возможность эта, следовательно, по его мнению, есть та, о которой мы не можем знать ничего, и та, которая должна оставаться всегда лишь пустой идеей. Это кажется мне заходящим слишком далеко: ибо каков бы ни был объективный аналог, любой аргумент, который дает нам информацию о нем, должен, будучи обращенным, дать нам информацию о любой возможной форме интуиции, в которой этот аналог представлен. Аргумент, который Лотце использовал в своей прежней главе, например, выводя из относительности положения чисто реляционную природу объективного аналога, позволяет нам, наоборот, сделать вывод из этой реляционной природы о полной относительности положения в любой возможной пространственной интуиции — если только, конечно, она не имела совершенно обманчивого отношения к тем взаимодействиям монад, которые формируют ее объективный аналог. Но полная относительность положения, как я постараюсь установить в главе III, достаточна для доказательства того, что наша геометрия должна быть евклидовой, эллиптической, сферической или псевдосферической. Мы имеем, следовательно, казалось бы, очень значительное знание, по теории пространства Лотце, о том, каким образом то, что кажется нам пространством, должно казаться любым существам с нашими законами мышления. Мы не можем знать, это правда, какая психологическая теория пространственного восприятия применялась бы к таким существам: они могли бы иметь чувство, отличное от любого из наших, и они могли бы не иметь чувства, в каком-либо смысле напоминающего наше, но все же их геометрия имела бы точки сходства с нашей, как геометрия слепых совпадает с геометрией видящих. Если пространство имеет какой-либо объективный аналог вообще, короче говоря, и если какой-либо вывод возможен, как Лотце считает его таковым, из пространства к его аналогу, тогда обратный аргумент также возможен, хотя он может дать некоторые только из качеств евклидова пространства, поскольку некоторые только из этих качеств могут быть найдены имеющими необходимый аналог в аналоге.
87. Допуская, следовательно, в смысле Лотце, субъективность пространства, вышеуказанная возможность не кажется такой пустой, как он воображает. Он обсуждает ее кратко, однако, чтобы перейти к тому, что он рассматривает как реальное значение метагеометрии. В этом он виновен в математической ошибке, которая вызывает много нерелевантных рассуждений. Ибо он верит, что метагеометрия конструирует свои пространства из прямых линий и углов во всех отношениях подобных евклидовым, откуда он извлекает легкую победу в доказательстве того, что эти элементы могут привести только к одному пространству. В этом он был введен в заблуждение фразеологией неевклидов, а также отделением Евклидом определений и аксиом. Ибо факт состоит, конечно, в том, что прямые линии полностью определены только тогда, когда мы добавляем к формальному определению аксиомы прямой линии и параллельных. Внутри евклидова пространства определения Евклида достаточно, чтобы отличить прямую линию от всех других кривых; две упомянутые аксиомы затем поглощаются в определение пространства. Но помимо ограничения евклидовым пространством, определение должно быть дополнено двумя аксиомами, чтобы полностью определить евклидову прямую линию. Таким образом, Лотце неправильно понял значение неевклидовых конструкций и просто упустил суть, аргументируя так, как он это делает. Возможность, созерцаемая неевклидом, если бы она подпадала под какой-либо из случаев Лотце, подпадала бы под второй случай, обсуждавшийся выше.
88. Но значение метагеометрии действительно, я думаю, отличается от всего, воображаемого Лотце; и поскольку немногие писатели кажутся ясными по этому пункту, я войду несколько полно в то, что я считаю ее целью.
Во-первых, есть некоторые писатели — особенно Клиффорд, — которые, будучи наивными реалистами относительно пространства, считают, что наше свидетельство совершенно недостаточно, пока что, чтобы решить относительно его природы в бесконечном или в бесконечно малом (ср. Essays, Vol. I, стр. 320): эти писатели не обеспокоены какой-либо возможностью существ, отличных от нас самих, но просто повседневным пространством, которое мы знаем, которое они исследуют в духе химика, обсуждающего, является ли водород металлом, или астронома, обсуждающего небулярную гипотезу.
Но это меньшинство: большинство, более осторожные, допускают, что наше пространство, насколько простирается наблюдение, является евклидовым, и если не точно евклидовым, должно быть лишь слегка сферическим или псевдосферическим. Здесь опять же это пространство повседневной жизни, которое находится под обсуждением, и здесь далее обсуждение, я думаю, независимо от любого философского предположения относительно природы нашей пространственной интуиции. Ибо даже если это чисто субъективно, перевод интуиции в концепцию может быть осуществлен только приблизительно, в пределах ошибок наблюдения, свойственных самоанализу; и пока интуиция пространства не стала концепцией, мы не получаем научной геометрии. Аподиктическая достоверность аксиомы параллельных сжимается до немотивированного субъективного убеждения и исчезает совсем у тех, кто питает неевклидовы сомнения. Чтобы подкрепить евклидову веру, разум должен теперь быть приведен на помощь интуиции; но разум, к сожалению, оставляет нас, и мы оставлены на милость приближенных наблюдений звездных треугольников — скудная поддержка, действительно, для заветной религии нашего детства.
89. Но возможность неточности, столь незначительной, что наши самые точные инструменты и самые далекие параллаксы не обнаруживают ее следов, тревожила бы умы не больше, чем аналогичная вероятность неточности в законе всемирного тяготения, если бы не философская значимость даже малейшей возможности в этой сфере. И именно философское значение метагеометрии, как мне кажется, составляет ее подлинную важность. Даже если бы, как мы предположим на мгновение, наблюдение установило вне всякого сомнения, что наше пространство можно с уверенностью считать евклидовым, метагеометрия все равно продемонстрировала бы философскую возможность, и уже на этом основании она могла бы претендовать, я полагаю, почти на все то внимание, которого она заслуживает в настоящее время.
Но что это за возможность? Вещь возможна, согласно Брэдли (Logic, с. 187), когда она вытекает из определенного числа условий, некоторые из которых, как известно, реализованы. Условия же, которым должна соответствовать форма внешности, чтобы быть утвержденной, таковы: во-первых, разумеется, чтобы она была воспринята или законно выведена из чего-то воспринятого; но во-вторых, чтобы она соответствовала определенным логическим условиям, подробно изложенным в главе III, которые можно свести к относительности положения. То, что сделала метагеометрия в любом случае, — это предложила доказательство того, что второе из этих условий выполняется неевклидовыми пространствами. Евклид утверждается, следовательно, только на основании непосредственного опыта, и его истинность, как не опосредованная логической необходимостью, является лишь ассерторической или, если угодно, эмпирической. Это, как мне кажется, наиболее важный смысл, в котором возможны неевклидовы пространства. Короче говоря, они являются шагом в философском аргументе, а не в исследовании фактов: они проливают свет на природу оснований для Евклида, а не на фактическую конфигурацию пространства [102]. Это значение метагеометрии отрицается Лотце на том основании, что неевклидова логика ошибочна, — основание, которое он пытается обосновать с большими подробностями на многих страницах, — и мы перейдем к рассмотрению того, с каким успехом.
90. Атака Лотце на метагеометрию — хотя она и остается, насколько мне известно, лучшей из существующих враждебных критических работ, и хотя ее аргументы стали частью обычного арсенала евклидовых философов — содержит, если я не ошибаюсь, несколько недоразумений, вызванных недостаточными математическими знаниями в этой области. Поскольку эти недоразумения широко распространились среди философов и их нелегко устранить иначе, как критику, который с некоторым вниманием вник в неевклидову геометрию, представляется желательным обсудить критические замечания Лотце пункт за пунктом.
91. Математическая критика начинается (§ 131) с несколько предрешающего определение параллельных прямых. Две прямые aα и bβ, согласно этому определению, параллельны, когда — при условии, что a и b являются произвольными точками на двух линиях — если aα = bβ, то ab = αβ, где α и β — две другие точки на соответствующих прямых. Это определение, которое содержит аксиому и определение Евклида, объединенные в очень удобной и привлекательной форме, конечно, полностью подходит для евклидовой геометрии и немедленно приводит ко всем евклидовым предложениям о параллельных. Но, пожалуй, честнее следовать курсом Евклида; когда аксиома таким образом скрыта в определении, кажется, поскольку определения считаются произвольными, что трудность преодолена, тогда как в действительности возможность параллельных, как определено выше, включает в себя сам спорный момент, а именно оспариваемую аксиому о параллельных. Ибо то, что утверждает эта аксиома, есть просто существование линий, соответствующих определению Лотце. Дедукция основных положений о параллельных, которой Лотце сопровождает свое определение, конечно, является очень простым процессом — процессом, однако, в котором первый шаг предрешает вопрос.
92. Следующий аргумент в пользу априорности евклидовой геометрии имеет, как ни странно, прямо противоположную направленность, хотя он очень любим противниками метагеометрии. Измерения звездных треугольников и все подобные попытки эмпирического определения пространственной константы, согласно Лотце, не достигают цели; ибо любое наблюдаемое отклонение от двух прямых углов или любой конечный годовой параллакс для далеких звезд были бы приписаны какому-то новому виду рефракции или, как в случае с аберрацией, какой-то другой физической причине, но никогда не геометрической природе пространства. Это сильный аргумент в пользу эмпирической значимости Евклида, но как аргумент в пользу аподиктической достоверности ортодоксальной системы он имеет противоположную тенденцию. Ибо наблюдения такого рода должны были бы быть обусловлены доселе неизвестными отклонениями световых лучей звезд от евклидовой прямолинейности. Такое отклонение в определенных случаях могло бы быть объяснено конечной пространственной константой, но оно также, вероятно, могло бы быть объяснено изменением в оптике, например, приписыванием эфиру свойств преломления. Такие свойства могли бы существовать только в том случае, если бы эфир был переменной плотности, если бы (скажем) он был плотнее в окрестностях любого из небесных тел. Но такое допущение, я полагаю, разрушило бы полезность эфира для физики; поэтому небольшое изменение в нашей геометрии, настолько незначительное, чтобы заметно не влиять на расстояния в пределах Солнечной системы, вероятно, в конечном счете, если бы такие ошибки когда-либо были обнаружены, было бы более простым объяснением, чем любое, которое могла бы предложить физика. Но не в этом суть моего утверждения. Суть в том, что если физическое объяснение, как полагает Лотце, возможно в вышеуказанном случае, то должно быть верно и обратное: должно быть возможно объяснить нынешние явления, предположив эфир преломляющим, а пространство — неевклидовым. От этого вывода нет спасения. Если любое мыслимое поведение световых лучей может быть объяснено в рамках Евклида физическими причинами, то должно быть также возможно, путем подходящего выбора гипотетических физических причин, объяснить фактические явления как принадлежащие неевклидову пространству. Такая гипотеза была бы справедливо отвергнута наукой в настоящее время из-за ее ненужной сложности. Тем не менее, для философии она оставалась бы возможностью, с которой нужно считаться, и выбор мог бы быть решен только на эмпирических основаниях простоты. Можно вполне усомниться в том, что в известном нам мире явления можно было бы приписать отчетливо неевклидову пространству, но этот вывод неизбежно следует из утверждения, что никакие явления не могли бы заставить нас предположить такое пространство. Аргумент Лотце, следовательно, если его довести до конца, опровергает его собственную точку зрения и ставит евклидово пространство как эмпирическое объяснение явлений на один уровень со светоносным эфиром [103].