ГЛАВА IV. О коллигации фактов.
Афоризм VII.
Наука начинается с обычного наблюдения фактов; но даже на этом этапе требует, чтобы наблюдения были точными. Отсюда науки, которые зависят от пространства и числа, были сформированы самыми ранними. После обычного наблюдения приходят научное наблюдение и эксперимент.
Афоризм VIII.
Концепции, посредством которых факты связываются вместе, подсказываются проницательностью первооткрывателей. Эту проницательность нельзя преподать. Она обычно преуспевает путем угадывания; и этот успех, кажется, состоит в составлении нескольких пробных гипотез и выборе правильной. Но запас соответствующих гипотез не может быть сконструирован по правилу, ни без изобретательного таланта.
Афоризм IX.
Истинность пробных гипотез должна быть проверена их применением к фактам. Первооткрыватель должен быть готов тщательно испытать свои гипотезы таким образом и отвергнуть их, если они не выдержат испытания, вопреки лени и тщеславию.
1. Факты, о которых говорит последняя глава, посредством таких концепций, как описаны в предыдущей главе, связываются вместе, чтобы дать начало тем общим положениям, из которых состоит наука. Таким образом, факты, что планеты вращаются вокруг солнца в определенные периодические времена и на определенных расстояниях, включены и соединены в законе Кеплера посредством таких концепций, как квадраты чисел, кубы расстояний и пропорциональность этих величин. Опять же, существование этой пропорции в движениях любых двух планет формирует набор фактов, которые все могут быть объединены посредством концепции некоторой центральной ускоряющей силы, как было доказано Ньютоном. Все наше физическое знание состоит в установлении таких положений; и во всех таких случаях факты связываются вместе с помощью подходящих концепций. Эту часть формирования нашего знания я назвал коллигацией фактов: и мы можем применить этот термин к каждому случаю, в котором актом интеллекта мы устанавливаем точную связь среди явлений, которые представлены нашим чувствам. Знание таких связей, накопленное и систематизированное, есть наука. О шагах, посредством которых наука таким образом собирается из явлений, мы приступим теперь к тому, чтобы сделать несколько замечаний.
2. Наука начинается с обычного наблюдения фактов, в котором мы не осознаем никакой специфической дисциплины или привычки мысли, упражняемой при наблюдении. Таким образом, обычные восприятия появлений и повторений небесных светил были первыми шагами астрономии: очевидные случаи, в которых тела падают или поддерживаются, были началом механики; привычные аспекты видимых вещей были происхождением оптики; обычные различия хорошо известных растений впервые дали начало ботанике. Факты, принадлежащие таким частям нашего знания, замечаются нами и накапливаются в нашей памяти в обычном ходе наших привычек, почти без того, чтобы мы осознавали, что мы наблюдаем и собираем факты. Тем не менее такие факты могут вести ко многим научным истинам; например, на первых этапах астрономии (как мы показали в «Истории») такие факты вели к методам интеркаляции и правилам повторения затмений. На последующих этапах науки более особое внимание и подготовка со стороны наблюдателя, а также выбор определенных видов фактов становится необходимым; но есть ранний период в прогрессе знания, на котором человек является физическим философом, не стремясь быть таковым или не осознавая, что он таковым является.
3. Но на всех этапах прогресса, даже на том раннем, о котором мы только что говорили, необходимо, чтобы факты были пригодными материалами любого знания, чтобы они были разложены на элементарные факты и чтобы они наблюдались с точностью. Таким образом, в первом младенчестве астрономии повторение фаз луны, мест восхода и захода солнца, планет, затмений наблюдалось происходящим с интервалами определенных определенных чисел дней и в определенном точном порядке; и именно так наблюдения стали частями астрономической науки. В других случаях, хотя факты были столь же многочисленны и их общий аспект столь же привычен, они не вели ни к какой науке, потому что их точные обстоятельства не были постигнуты. Смутный и свободный способ взгляда на факты, очень легко наблюдаемые, оставлял людей на долгое время в убеждении, что тело, в десять раз более тяжелое, чем другое, падает в десять раз быстрее; что объекты, погруженные в воду, всегда увеличиваются, без внимания к форме поверхности; что магнит оказывает непреодолимую силу; что кристалл всегда находится в ассоциации со льдом; и тому подобное. Эти и многие другие являются примерами того, насколько слепыми и небрежными могут быть люди даже в наблюдении самых простых и обычных появлений; и они показывают нам, что простые способности восприятия, хотя постоянно упражняемые на бесчисленных объектах, могут долго терпеть неудачу в ведении к какому-либо точному знанию.
4. Если мы далее спросим, каким было благоприятное условие, благодаря которому некоторые специальные классы фактов были с самого начала приспособлены стать частями науки, мы обнаружим, что оно было главным образом таким: что эти факты рассматривались с отсылкой к идеям времени, числа и пространства, которые являются идеями, обладающими специфической определенностью и точностью; так что в отношении них путаница и неясность едва ли возможны. Интервал от новолуния до новолуния был всегда определенным числом дней: солнце в своем годовом курсе восходило и заходило вблизи известной последовательности далеких объектов: путь луны проходил среди звезд в определенном порядке: это наблюдения, в которых ошибка и неясность вряд ли могут произойти, если малейшая степень внимания уделяется задаче. Считать число — это с самого первого открытия умственных способностей человека операция, которую никакая наука не может сделать более точной. Отношения пространства ближе всего к отношениям числа в очевидном и универсальном свидетельстве. Науки, зависящие от этих идей, возникают с первым рассветом интеллектуальной цивилизации. Но немногие из других идей, которые человек использует при приобретении знания, обладают этой ясностью в их обычном использовании. Идея сходства может быть замечена как идущая следующей за идеями пространства и числа в первоначальной точности; и идея причины, в некотором смутном и общем способе применения, достаточном для целей обычной жизни, но не для целей науки, оказывает очень обширное влияние на мысли людей. Но другие идеи, от которых зависит наука, с концепциями, которые возникают из них, не разворачиваются до гораздо более позднего периода интеллектуального прогресса; и поэтому, за исключением таких ограниченных случаев, которые я заметил, наблюдения обычных зрителей и некультурных наций, как бы многочисленны или разнообразны они ни были, имеют мало или никакого эффекта в давании начала науке.
5. Давайте теперь предположим, что, помимо обычного повседневного восприятия фактов, мы обращаем наше внимание на некоторые другие события и появления с замыслом получения из них спекулятивного знания. Этот процесс более специфически называется наблюдением, или, когда мы сами вызываем факты, экспериментом. Но то же замечание, которое мы уже сделали, все еще остается верным здесь. Эти факты не могут иметь никакой ценности, если они не разрешены в те точные концепции, которые содержат существенные обстоятельства случая. Они должны быть определены, не обязательно, как иногда говорилось, «согласно числу, весу и мере»; ибо, как мы пытались показать в предыдущих книгах, есть много других концепций, которым явления могут быть подчинены, совершенно отличных от этих, и все же ничуть не менее определенных и точных. Но для того, чтобы факты, полученные наблюдением и экспериментом, могли быть способны быть использованными в содействии нашему точному и твердому знанию, они должны быть постигнуты и проанализированы согласно некоторым концепциям, которые, примененные для этой цели, дают отчетливые и определенные результаты, такие, которые могут быть твердо взяты и из которых можно рассуждать; то есть факты должны быть отнесены к ясным и соответствующим идеям, согласно манере, в которой мы уже объяснили это условие вывода нашего знания. Явления света, когда они таковы, чтобы указывать стороны в луче, должны быть отнесены к концепции поляризации; явления смеси, когда есть изменение качеств, а также количеств, должны быть объединены концепцией элементарного состава. И таким образом, когда простое положение, и число, и сходство больше не будут отвечать цели позволения нам соединить факты, мы призываем другие идеи, в таких случаях более эффективные, хотя менее очевидные.
4 Hist. of Sci. Id. Bs. v. vi. vii. viii. ix. x.
6. Но как нам, в этих случаях, обнаружить такие идеи и судить, какие будут эффективными в ведении к научной комбинации наших экспериментальных данных? На этот вопрос мы должны в первую очередь ответить, что первым и великим инструментом, посредством которого факты, так наблюдаемые с видом на формирование точного знания, объединяются в важные и постоянные истины, является та специфическая проницательность, которая принадлежит гению первооткрывателя; и которая, в то время как она поставляет те отчетливые и соответствующие концепции, которые ведут к его успеху, не может быть ограничена правилами или выражена в определениях. Было бы трудно или невозможно описать словами привычки мысли, которые привели Архимеда отнести условия равновесия на рычаге к концепции давления, в то время как Аристотель не мог увидеть в них ничего большего, чем результаты странности свойств круга; или которые побудили Паскаля объяснить посредством концепции веса воздуха факты, которые его предшественники соединили понятием ужаса природы перед вакуумом; или которые заставили Вителло и Роджера Бэкона отнести увеличивающую силу выпуклой линзы к изгибанию лучей света к перпендикуляру путем преломления, в то время как другие концепции эффекта возникали из материи среды, без рассмотрения ее формы. Это то, о чем обычно говорят как о счастливых и необъяснимых ударах изобретательного таланта; и такие, без сомнения, они есть. Никакие правила не могут обеспечить нам подобный успех в новых случаях; или могут позволить людям, которые не обладают подобными дарованиями, сделать подобные шаги вперед в знании.
7. Тем не менее, мы можем сделать что-то в прослеживании процесса, посредством которого такие открытия делаются; и это здесь наше дело сделать. Мы можем заметить, что эти и подобные открытия не неправильно описываются как счастливые догадки; и что догадки, в этих, как и в других случаях, подразумевают различные предположения, сделанные, из которых какое-то одно оказывается правильным. Мы можем, в таких случаях, представить первооткрывателя изобретающим и пробующим многие предположения, пока он не найдет одно, которое отвечает цели объединения разрозненных фактов в единое правило. Открытие общих истин из специальных фактов выполняется, обычно по крайней мере, и более обычно, чем сначала кажется, использованием серии предположений, или гипотез, которые рассматриваются в быстрой последовательности, и из которых та, которая действительно ведет к истине, быстро обнаруживается, и когда замечена, твердо удерживается, верифицируется и следует к своим следствиям. В умах большинства первооткрывателей этот процесс изобретения, испытания и принятия или отвержения гипотезы идет так быстро, что мы не можем проследить его в его последовательных шагах. Но в некоторых случаях мы можем сделать это; и мы можем также увидеть, что другие примеры открытия не отличаются существенно от этих. Те же интеллектуальные операции происходят в других случаях, хотя это часто случается так мгновенно, что мы теряем след прогрессии. В открытиях, сделанных Кеплером, у нас есть любопытная и памятная демонстрация этого процесса в его деталях. Благодаря его коммуникабельному расположению, мы знаем, что он сделал девятнадцать гипотез в отношении движения Марса и вычислил результаты каждой, прежде чем установил истинную доктрину, что путь планеты является эллипсом. Мы знаем, точно так же, что Галилей сделал неверные предположения относительно законов падающих тел, а Мариотт — относительно движения воды в сифоне, прежде чем они натолкнулись на правильный взгляд на эти случаи.
8. Однако в истории науки очень часто случалось, что ошибочные гипотезы, предшествовавшие открытию истины, выдвигались не самим первооткрывателем, а его предшественниками; им он был обязан услугой — зачастую весьма важной в подобных случаях — исчерпания наиболее соблазнительных форм заблуждения. Так, различные бесплодные предположения, с помощью которых Кеплер пытался открыть закон отражения, проложили путь к его действительному обнаружению Снеллиусом; многочисленные измышления Кеплера относительно сил, которыми порождаются небесные движения, — его «физические рассуждения», как он их называл, — были естественной прелюдией к более верным физическим рассуждениям Ньютона. Различные гипотезы, посредством которых объяснялось взвешенное состояние пара в воздухе, и их несостоятельность оставили поле деятельности открытым для Дальтона с его учением о механической смеси газов. В большинстве случаев, если бы мы могли истинно проанализировать работу мысли тех, кто совершает или пытается совершить научные открытия, мы обнаружили бы, что через их сознание проходит гораздо больше предположений, чем тех, что выражены словами; множество возможных комбинаций концепций формируется и вскоре отвергается. Постоянно действуют изобретательность и активность, непрерывная созидающая и отбирающая сила, из которых нам предъявляются лишь конечные результаты. Цепочки гипотез вызываются и быстро проходят перед мысленным взором; и суждение делает свой выбор из этой разнообразной группы.
9. Однако было бы большой ошибкой полагать, что гипотезы, среди которых мы делаем выбор, конструируются путем перечисления очевидных случаев или произвольным изменением отношений, встречающихся в какой-либо первой гипотезе. Действительно, иногда может случиться так, что окончательно установленное положение может быть сформировано путем незначительного изменения тех, что были справедливо отвергнуты. Так, эллиптическая теория движения Марса Кеплера включала отношения линий и углов, во многом схожие с его предыдущими ложными предположениями: и истинный закон преломления настолько напоминает те ошибочные, которые пробовал Кеплер, что мы не можем не удивляться тому, как он упустил его. Но чаще случается, что новые истины выявляются благодаря применению новых Идей, а не новым модификациям старых. Причина свойств рычага была познана не путем введения какой-либо новой геометрической комбинации линий и кругов, а путем отнесения этих свойств к подлинным механическим Концепциям. Когда нужно было объяснить движения планет, это было сделано не просто путем улучшения предыдущих представлений о циклах времени, а путем введения новой концепции эпициклов в пространстве. Учение о четырех простых элементах было изгнано не путем формирования какой-либо новой схемы элементов, которые должны были бы сообщать своим соединениям их чувственные качества согласно новым правилам, а путем рассмотрения элементов тел как нейтрализующих друг друга. Бахрому теней нельзя было объяснить приписыванием новых свойств отдельным лучам света, но она была подчинена закону путем отнесения ее к интерференции нескольких лучей.
Поскольку истинное предположение таким образом очень часто оказывается чем-то совершенно отличным от всех очевидных догадок и комбинаций, мы видим здесь, насколько мы далеки от возможности свести открытие к правилу или дать какие-либо предписания, которые восполнили бы отсутствие подлинной изобретательности и проницательности. Мы можем предостерегать и поощрять эти способности, когда они существуют, но мы не можем создать их или совершить великие открытия, когда они отсутствуют.
10. Концепции, требуемые истинной теорией, очень часто облекаются в Гипотезу, которая связывает с ними несколько излишних и не относящихся к делу обстоятельств. Так, Концепция поляризации света первоначально была представлена под образом частиц света, у которых все полюса повернуты в одном направлении. Законы теплоты, возможно, наиболее удобно вывести, представляя теплоту как Жидкость. Закон всемирного тяготения мог бы быть успешно применен к объяснению фактов, если бы Ньютон повсюду рассматривал тяготение как результат действия Эфира, диффундирующего в пространстве; предположение, которое он отметил как возможность. Учение о определенных и кратных пропорциях может быть удобно выражено гипотезой Атомов. В таких случаях Гипотеза может сначала послужить для облегчения введения новой Концепции. Так, всепроникающий Эфир мог на время устранить трудность, которую некоторые находят значительной, — вообразить тело, оказывающее силу на расстоянии. Частицу с полюсами легче представить, чем поляризацию в абстрактном виде. И если гипотезы, используемые таким образом, действительно объясняют факты посредством нескольких простых допущений, то полученные таким образом законы могут быть впоследствии сведены к более простой форме, чем та, в которой они были предложены изначально. Общие законы теплоты, тяготения, поляризации, кратных пропорций теперь достоверны, какой бы образ их конечных причин мы ни создавали для себя.
11. Итак, чтобы открыть научные истины, следует выдвигать предположения, состоящие либо из новых Концепций, либо из новых Комбинаций старых, до тех пор, пока мы не найдем одно предположение, которое преуспеет в связывании Фактов. Но как нам найти его? Как проводить проверку? Что означает «успех» в этих случаях? На это мы отвечаем, что наш вопрос должен заключаться в том, имеют ли Факты в Гипотезе то же отношение, что и в действительности; — согласуются ли результаты наших предположений с явлениями, которые представляет нам природа. Для этой цели мы должны как тщательно наблюдать явления, так и неуклонно прослеживать следствия наших допущений, пока не сможем сопоставить их. Концепции, которые включают наши гипотезы, будучи производными от определенных Фундаментальных Идей, обеспечивают основу для строгого рассуждения, как мы показали в Книгах по Истории этих Идей. И результаты, к которым ведет это рассуждение, будут поддаваться проверке или опровержению путем наблюдения фактов. Так, Эпициклическая Теория Луны, будучи принятой, определяла, каким должно быть положение Луны среди звезд в любое заданное время, и поэтому могла быть проверена путем фактического наблюдения положений Луны. Учение о том, что музыкальные струны одинаковой длины, натянутые грузами 1, 4, 9, 16, будут давать музыкальные интервалы октавы, квинты, кварты последовательно, могло быть подвергнуто проверке любым, чей слух был способен оценить эти интервалы: и вывод, который следует из этого учения путем численного рассуждения, — что должны существовать определенные несовершенства в созвучиях любой музыкальной шкалы, — мог быть аналогичным образом подтвержден путем опробования различных способов Темперации. Подобным образом все принятые теории в науке до настоящего времени были установлены путем принятия некоторого предположения и сравнения его, непосредственно или посредством его более отдаленных следствий, с фактами, которые оно должно было охватить. Его согласие, при соблюдении определенных предосторожностей и условий, о которых мы можем сказать в дальнейшем, считается доказательством его истинности. Оно отвечает своей подлинной цели — коллигации фактов.