Если два или более случая, в которых происходит явление, имеют только одно общее обстоятельство, в то время как два или более случая, в которых оно не происходит, не имеют ничего общего, кроме отсутствия этого обстоятельства; то обстоятельство, в котором только и различаются эти два набора случаев, является следствием, или причиной, или неотъемлемой частью причины этого явления.
На практике, однако, этот теоретический стандарт доказательства никогда не достигается. То, на что на самом деле опираются исследователи, — это презумпция, обеспечиваемая, говоря словами профессора Бэна, согласием в присутствии в сочетании с согласием в отсутствии. Когда обнаруживается, что все вещества, обладающие сильным запахом, сходятся в том, что легко окисляются, а болотный газ или углеводород, не имеющий запаха, не окисляется при обычных температурах, презумпция того, что окисление является одним из причинных обстоятельств запаха, усиливается, даже если нам не удалось исключить все обстоятельства, кроме этого одного, ни из положительных, ни из отрицательных случаев. Так и в следующих примерах, приведенных профессором Фаулером, на самом деле нет соблюдения теоретических требований метода Милля: есть только повышенная презумпция от двойного согласия. «Соединенный метод согласия и различия (или косвенный метод различия, или, как я предпочел бы его назвать, двойной метод согласия) постоянно используется нами в обычных делах жизни. Если, принимая определенный вид пищи, я обнаруживаю, что неизменно страдаю от какой-то определенной формы болезни, тогда как, когда я прекращаю ее употребление, я перестаю страдать, я получаю двойную уверенность в том, что пища является причиной моей болезни. Я заметил, что определенное растение неизменно в изобилии встречается на определенной почве; если, имея большой опыт, я не нахожу его растущим на какой-либо другой почве, я укрепляюсь в своем убеждении, что в этой конкретной почве есть какой-то химический компонент или какая-то особая комбинация химических компонентов, которая весьма благоприятна, если не существенна, для роста этого растения».
Сноска 1: Элиминацию, или отбрасывание как не имеющее значения, не следует путать с исключением агентов, практикуемым при применении метода различия. Мы используем это слово в его обычном смысле выведения за пределы сферы аргументации. По странной оплошности профессор Бэн следует за Миллем, применяя это слово иногда к процессу выделения или распутывания причинного обстоятельства. Это непреднамеренное отступление от обычного словоупотребления, согласно которому элиминация означает отбрасывание из рассмотрения как несущественного.
Сноска 2: Хирш, «Географическая и историческая патология», перевод Крейтона, том II, стр. 121-202.
Сноска 3: Простые названия «различие» и «согласие», хотя и обладают преимуществом простоты, склонны озадачивать новичков, поскольку в методе различия согласие между случаями максимально, а различие минимально, и наоборот в методе согласия. В обоих методах именно изоляция связи между антецедентом и консеквентом составляет доказательство.
Сноска 4: То, что радуги в небе возникают в результате прохождения света через мельчайшие капли в облаках, было выводом из этой наблюдаемой единообразности.
Глава VI.
МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЯ. — ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ.
I. — Сопутствующие изменения.
Всякое явление, которое каким-либо образом изменяется всякий раз, когда другое явление изменяется определенным образом, является либо причиной, либо следствием этого явления, либо связано с ним через какой-то факт причинности.
Этот простой принцип постоянно применяется нами при установлении связи и разъединении явлений. Если мы слышим звук, который усиливается и затихает с усилением и ослаблением ветра, мы сразу же связываем эти два явления. Мы можем не знать, в чем заключается причинная связь, но если они неизменно изменяются вместе, сразу возникает презумпция, что одно причинно зависит от другого или что оба являются следствиями одной и той же причины.
Этот принцип использовался Уэллсом в его исследованиях росы. Некоторые тела являются худшими проводниками тепла, чем другие, а шероховатые поверхности излучают тепло быстрее, чем гладкие. Уэллс проводил наблюдения над проводниками и излучателями различных степеней и обнаружил, что количество отложившейся росы было больше или меньше в зависимости от того, насколько объекты медленно проводили тепло или быстро излучали его. Таким образом, он установил то, что Гершель назвал «шкалой интенсивности» между проводящими и излучающими свойствами тел, покрывающихся росой, и количеством отложений росы. Объяснение заключалось в том, что в плохих проводниках поверхность остывает быстрее, чем в хороших, потому что тепло медленнее поступает изнутри. Аналогично, на шероховатых поверхностях происходит более быстрое охлаждение, потому что тепло отдается быстрее. Но каким бы ни было объяснение, простое сопутствующее изменение отложений росы с этими свойствами показывало, что между ними существует некоторая причинная связь.
Следует помнить, что сам факт сопутствующего изменения является лишь указателем на то, что существует некоторая причинная связь. Природа этой связи должна быть установлена другими средствами и может оставаться проблемой, причем одним из применений таких наблюдаемых фактов является именно постановка проблем для исследования. Так, была замечена замечательная сопутствующая связь между пятнами на солнце, проявлениями северного сияния и магнитными бурями. Вероятно, они причинно связаны, но наука еще не открыла, как именно. Аналогично, в различных науках свойства располагаются в шкалы интенсивности, и любое соответствие между двумя шкалами становится предметом исследования в предположении, что оно указывает на причинную связь. Впоследствии мы увидим, как в социальных исследованиях сопутствующие изменения в средних величинах дают материал для рассуждений.
Когда два варианта могут быть точно измерены, отношение изменения может быть установлено методом единственного различия. Мы можем изменить антецедент по степени и наблюдать соответствующее изменение в следствии, заботясь о том, чтобы никакой другой агент не влиял на следствие тем временем. Часто, когда мы не можем полностью устранить агента, мы можем удалить его в измеримом количестве и наблюдать результат. Мы не можем полностью устранить трение, но чем больше оно уменьшается, тем дальше пройдет тело под импульсом той же силы.
Пока сопутствующее изменение не будет полностью объяснено, оно является лишь эмпирическим законом, и любой вывод о том, что оно распространяется с той же скоростью за пределы наблюдений, должен делаться с должной осторожностью. «Параллельное изменение», — говорит профессор Бэн, — «иногда прерывается критическими точками, как при расширении тел под действием тепла, которое претерпевает обратный процесс вблизи точки охлаждения. Опять же, энергия раствора не всегда следует за концентрацией; очень разбавленные растворы иногда проявляют специфическую силу, которой в какой-либо степени не обладают более концентрированные. Так, в организме животного пища и стимуляторы действуют пропорционально до определенного момента, после которого их дальнейшее действие сдерживается особенностями структуры живых органов... Мы не всегда можем рассуждать от нескольких шагов в ряду ко всему ряду, отчасти из-за возникновения критических точек, а отчасти из-за развития на крайностях новых и неожиданных сил. Сэр Джон Гершель отмечает, что до самого недавнего времени «формулы, эмпирически выведенные для упругости пара, для сопротивления жидкостей и по другим подобным предметам, почти неизменно не могли поддержать теоретические структуры, которые были воздвигнуты на них».
II. — Единственный остаток.
Вычтите из любого явления ту часть, которая, как показала предыдущая индукция, является следствием определенных антецедентов, и остаток явления будет следствием оставшихся антецедентов.
«Сложные явления, в которых несколько причин, совпадающих, противодействующих или совершенно независимых друг от друга, действуют одновременно, создавая составное следствие, могут быть упрощены путем вычитания следствия всех известных причин, насколько это позволяет природа случая, либо путем дедуктивного рассуждения, либо путем обращения к опыту, и таким образом оставляя, так сказать, остаточное явление для объяснения. Именно этим процессом, по сути, наука в ее нынешнем продвинутом состоянии главным образом и движется вперед. Большинство явлений, которые представляет природа, очень сложны; и когда следствия всех известных причин оцениваются с точностью и вычитаются, остаточные факты постоянно появляются в форме явлений совершенно новых и ведущих к самым важным выводам».
Очевидно, что это не первичный метод наблюдения, а метод, который может быть с большим эффектом использован для направления наблюдения, когда был достигнут значительный прогресс в точных знаниях об агентах и способе их действия. Величайший триумф этого метода, открытие планеты Нептун, был достигнут через несколько лет после того, как был написан вышеприведенный отрывок из «Рассуждения» Гершеля. В движениях планеты Уран наблюдались определенные возмущения: то есть было обнаружено, что ее орбита не соответствует точно тому, какой она должна быть при расчете согласно известным влияниям тел, известных тогда астрономам. Эти возмущения были остаточным явлением. Предполагалось, что они могут быть обусловлены действием неизвестной планеты, и два астронома, Адамс и Леверье, одновременно рассчитали положение тела, которое могло бы объяснить наблюдаемые отклонения. Когда телескопы были направлены на указанное таким образом место, была открыта планета Нептун. Это было в сентябре 1846 года: до ее фактического открытия сэр Джон Гершель ликовал в предвкушении этого, выражаясь языком, который поразительно выражает силу этого метода. «Мы видим ее, — сказал он, — как Колумб видел Америку с берегов Испании. Ее движения ощущались, дрожа вдоль далеко идущей линии нашего анализа, с уверенностью, едва ли уступающей уверенности наглядной демонстрации».
Многие из новых элементов в химии были открыты таким образом. Например, когда для всех известных веществ были получены характерные спектры, то в предположении, что каждое вещество имеет характерный спектр, появление линий, не относящихся ни к одному известному веществу, указывало на существование доселе не открытых веществ и направляло поиск на них. Так, Бунзен в 1860 году открыл два новых щелочных металла, цезий и рубидий. Он исследовал щелочи, оставшиеся после выпаривания большого количества минеральной воды из Дюркгейма. Применив спектроскоп к пламени, которое давала эта конкретная соль или смесь солей, он обнаружил, что видны некоторые яркие линии, которых он никогда раньше не наблюдал и которые, как он знал, не были произведены ни поташем, ни содой. Затем он принялся за анализ смеси и в конечном итоге преуспел в разделении двух новых щелочных веществ. Когда ему удалось их разделить, он, конечно, методом различия установил, что они способны производить линии, которые возбудили его любопытство.
Сноска 1: Бэн, «Логика», том II, стр. 64.
Сноска 2: Гершель, «Рассуждение», § 158.
Сноска 3: Де Морган, «Бюджет парадоксов», стр. 237.
Глава VII.
МЕТОД ОБЪЯСНЕНИЯ.
При наличии недоумения относительно причины какого-либо явления, каков наш естественный первый шаг? Мы можем описать его как поиск ключа: мы внимательно смотрим на обстоятельства с целью найти какие-то средства для ассимиляции того, что нас озадачивает, с тем, что уже находится в пределах наших знаний. Наш следующий шаг — сделать догадку, или предположение, или, на научном языке, гипотезу. Мы упражняем наш разум, или Nous, или воображение, или как бы мы ни решили назвать эту способность, и пытаемся представить себе некую причину, которая кажется нам достаточной для объяснения явления. Если не сразу очевидно, что эта причина действительно действовала, наш третий шаг — рассмотреть, какие проявления должны были бы возникнуть, если бы она действовала. Затем мы возвращаемся к рассматриваемым фактам и наблюдаем, возникают ли эти проявления. Если возникают, и если нет другого способа объяснить следствие во всех его обстоятельствах, мы заключаем, что наша догадка верна, что наша гипотеза доказана, что мы достигли удовлетворительного объяснения.
Эти четыре шага или стадии можно выделить в большинстве затянувшихся исследований причин. Они соответствуют четырем стадиям того, что г-н Джевонс называет индуктивным методом par excellence: предварительное наблюдение, гипотеза, дедукция и верификация. Учитывая, что слово «индукция» уже является перегруженным рабочим термином, возможно, было бы лучше назвать эти четыре стадии методом объяснения. Слово «индукция», если мы придерживаемся его первоначального и наиболее устоявшегося значения, строго применимо только к четвертой стадии, верификации, привнесению фактов для подтверждения нашей гипотезы. Мы могли бы назвать этот метод ньютоновским методом, ибо все четыре стадии отмечены в длительном процессе, с помощью которого он обосновал свою теорию гравитации.
Давать название индуктивного метода просто всем четырем стадиям упорядоченной процедуры от сомнения к достаточному объяснению — значит поощрять широко распространенное заблуждение. Не может быть большей ошибки, чем полагать, что в научном исследовании используются только чувства. Нет ошибки, которую люди науки были бы так склонны возмущенно отвергать из уст ненаучных людей. Тем не менее, они отчасти сами навлекли это на себя своим вольным использованием слова «индукция», которое они, следуя Бэкону, вырывают из традиционного значения индукции, используя его для охвата как индукции, или привнесения фактов — дела, главным образом, наблюдения, — так и рассуждения, упражнения Nous, процесса построения удовлетворительных гипотез. В качестве реакции на популярное заблуждение, которое поощрял Бэкон, сейчас модно говорить об использовании воображения в науке. Это вполне хорошо в полемическом плане. Воображение, как его обычно понимают, сродни конструктивной способности в науке, и это законная война — использовать знакомое слово с высокой репутацией, чтобы принудить к всеобщему признанию истины. Но в обычном употреблении воображение присвоено творческому гению в изобразительном искусстве, и говорить о воображении в науке — значит предполагать, что наука занимается вымыслами и отбросила декларацию Ньютона Hypotheses non fingo. В борьбе за общественное уважение люди науки могут быть правы, претендуя на воображение; но в интересах ясного понимания логик должен сожалеть, что они защищаются от обвинения, вызванного их злоупотреблением одним словом, делая столь же неоправданное и запутывающее расширение другого.
Назовем это как угодно, способность к вероятной догадке, к созданию вероятных гипотез, к представлению во всех обстоятельствах прошлой ситуации или скрытой и супрамикроскопической ситуации, из которой возникло явление, является одним из самых важных специальных даров научного человека. Именно благодаря ей были достигнуты величайшие достижения знания, кардинальные открытия в молярной и молекулярной физике, биологии, геологии и всех областях науки. Мы не должны слишком далеко заходить в идее стадий в методе объяснения: правильное объяснение может быть достигнуто в одно мгновение. Идея стадий действительно полезна главным образом при попытке прояснить различные трудности в исследовании и тот факт, что разные люди гения могут проявлять разные способности в их преодолении. Правильная гипотеза может возникнуть в одно мгновение, как будто по простой интуиции, но доказать ее может быть утомительно, и дары, которые важны в доказательстве, такие как огромная математическая сила Ньютона в расчете того, что подразумевает гипотеза, терпение Дарвина в верификации, изобретательность Фарадея в разработке экспериментов, — все это великие дары, и они могут быть полезны на разных стадиях. Но без оригинальности и плодовитости в вероятной гипотезе ничего нельзя сделать.
Спор между Миллем и Уэвеллом о месте и ценности гипотез в науке был в основном спором о словах. Милль на самом деле не недооценивал гипотезу, и он дал наиболее светлый и точный отчет об условиях доказательства. Но здесь и там он неосторожно говорил о «гипотетическом методе» (под которым он имел в виду то, что мы назвали методом объяснения) так, как если бы это был дефектный вид доказательства, метод, к которому прибегает наука, когда «экспериментальные методы» не могут быть применены. Стоит ли его язык такого толкования — не стоит спорить, но это было явно то толкование, которое Уэвелл имел в виду, когда возражал, как бы в защиту гипотез, что «индуктивный процесс состоит в построении последовательных гипотез, сравнении их с установленными фактами природы и внесении в них таких модификаций, которые сравнение может сделать необходимыми». Это весьма справедливое описание всего метода объяснения. В отчете Милля о его «гипотетическом методе» нет ничего, что действительно противоречило бы этому; только он сам ошибался или был причиной ошибки в других, предполагая, намеренно или ненамеренно, что экспериментальные методы являются другими методами доказательства. «Гипотетический метод», как он его описал, состоящий из индукции, рассуждения и верификации, действительно охватывает принципы всех способов наблюдения, будь то естественно или искусственно экспериментальные. Мы видим это сразу, когда спрашиваем, как получается предыдущее знание, в соответствии с которым строятся гипотезы. Ответ должен быть: путем наблюдения. Какими бы глубокими ни были расчеты, мы должны начинать с наблюдаемых законов или предполагаемых аналогов их. И именно путем наблюдения всегда верифицируются результаты этих расчетов.
И Милль, и Уэвелл, однако, ограничивались слишком исключительно великими гипотезами наук, такими как гравитация и волновая теория света. При рассмотрении научного метода ошибкой является ограничение нашего внимания этими великими вопросами, которые из-за множества охваченных фактов могут быть верифицированы только путем длительного и запутанного исследования. Попытки объяснения мельчайших явлений протекают по тому же плану, и верификация догадок о них подчиняется тем же условиям, а методы исследования и условия верификации могут быть изучены наиболее просто в меньших случаях. Далее, я осмелюсь думать, что ошибкой является ограничение себя научным исследованием в узком смысле, подразумевая под этим исследование, проводимое в рамках точных наук. Ибо не только точные науки, но и все люди в обычных делах жизни должны следовать тем же методам или, по крайней мере, соблюдать те же принципы и условия в любой удовлетворительной попытке объяснить.