«Принципы науки: Трактат о логике и научном методе»

(sum of ab) . x + (sum of b2) . y = (sum of bc).

Когда имеется три или более неизвестных величины, процесс по своей природе точно такой же, и мы получаем дополнительные средние уравнения путем умножения на третьи, четвертые и т. д. коэффициенты. Поскольку числа в любом случае являются приблизительными, обычно нет необходимости выполнять вычисления с высокой точностью, и десятичные знаки можно свободно отбрасывать, чтобы сэкономить арифметическую работу. После того как средние уравнения вычислены, их решение обычными методами алгебры дает наиболее вероятные значения неизвестных величин.

Работы по теории вероятностей.

Рассматривая теорию вероятностей и закон ошибок как важнейшие предметы изучения для любого, кто желает получить полное понимание научного метода, как он фактически применяется в физических исследованиях, я кратко укажу работы, в одной или другой из которых читателю будет лучше всего продолжить изучение.

Лучшей популярной и в то же время глубокой английской работой по этому предмету является «Эссе о вероятностях и их применении к жизненным случайностям и страховым компаниям» Де Моргана, опубликованное в «Cabinet Cyclopædia» и доступное (в печати) у Messrs. Longman. Работу г-на Венна «Логика случая» теперь можно приобрести в значительно расширенном втором издании; она содержит интереснейшее и глубокое обсуждение метафизических основ вероятности и связанных с ними вопросов, касающихся причинности, веры, замысла, свидетельств и т. д.; но я не всегда могу согласиться с мнением г-на Венна. Для чтения этих работ не требуется никаких математических знаний, кроме знаний обычной арифметики. «Письма» Кетле являются хорошим введением в предмет, а математические примечания к ним представляют ценность. Краткий трактат сэра Джорджа Эйри «Об алгебраической и численной теории ошибок наблюдений и комбинации наблюдений» содержит полное объяснение закона ошибок и его практических применений. Трактат Де Моргана «О теории вероятностей» в «Encyclopædia Metropolitana» представляет собой краткое изложение более абстрактных исследований Лапласа вместе с множеством глубоких и оригинальных замечаний, касающихся теории в целом. В работе Лаббока и Дринкуотера «Вероятность» в «Библиотеке полезных знаний» мы имеем краткое, но хорошее изложение ряда важных проблем. Преподобный У. А. Уитворт дал в работе под названием «Выбор и случай» ряд хороших иллюстраций расчетов как в комбинациях, так и в вероятностях. В замечательной «Истории» г-на Тодхантера мы имеем исчерпывающий критический отчет почти обо всех трудах по предмету вероятности вплоть до кульминации теории в работах Лапласа. Мемуары г-на Дж. У. Л. Глейшера уже упоминались (стр. 375). Несмотря на существование этих и некоторых других хороших английских работ, кажется, ощущается нехватка простого и в то же время довольно полного математического введения в изучение этой теории.

Среди французских работ «Элементарный трактат по исчислению вероятностей» С. Э. Лакруа, который выдержал несколько изданий и который несложно достать, является, вероятно, лучшим элементарным трактатом. «Исследования о вероятности суждений» Пуассона (Париж, 1837) начинаются с превосходного исследования оснований и методов теории. В то время как великая «Аналитическая теория вероятностей» Лапласа, конечно, является «Principia» этого предмета, его «Философское эссе о вероятностях» представляет собой популярный дискурс и является одним из самых глубоких и интересных эссе, когда-либо опубликованных. Оно должно быть знакомо каждому изучающему логический метод и не потеряло ничего или почти ничего из своей важности с течением времени.

Обнаружение постоянных ошибок.

Метод средних абсолютно неспособен устранить любую ошибку, которая всегда одинакова или которая всегда направлена в одну сторону. Нам иногда требуется, чтобы нас вывели из ложного чувства безопасности и побудили принять надлежащие меры предосторожности против таких скрытых ошибок. «Именно наблюдателю, — говорит Гаусс, — принадлежит задача тщательного устранения причин постоянных ошибок», и это совершенно верно, когда ошибка абсолютно постоянна. Когда мы сделали ряд определений с помощью определенного аппарата или метода измерения, есть большое преимущество в изменении устройства или даже в разработке какого-то совершенно иного метода получения оценок той же величины. Причина очевидно заключается в невероятности того, что одна и та же ошибка повлияет на два или более различных метода эксперимента. Если обнаружится расхождение, мы, по крайней мере, будем знать о существовании ошибки и сможем принять меры для выяснения того, в чем она заключается. Если мы можем опробовать значительное количество методов, становится весьма вероятным, что ошибки, постоянные в одном методе, будут уравновешены или почти уравновешены ошибками противоположного эффекта в других. Предположим, что существуют три различных метода, каждый из которых подвержен ошибке равной величины. Вероятность того, что эта ошибка во всех случаях будет направлена в одну сторону, составляет всего 1/4; а при четырех методах — соответственно 1/8. Если каждый метод подвержен, как это всегда бывает, нескольким независимым источникам ошибок, вероятность того, что в среднем результате всех методов некоторые ошибки частично компенсируют другие, становится гораздо выше. В этом случае, как и во всех других, когда человеческая бдительность исчерпала себя, мы должны довериться теории вероятностей.

При определении нулевой точки, величины фундаментальных эталонов времени и пространства, при личном уравнении астрономического наблюдателя мы имеем примеры фиксированных ошибок; но, как правило, изменение процедуры, вероятно, изменит характер ошибки, и можно привести много примеров ценности этой меры предосторожности. Если мы измеряем снова и снова одну и ту же угловую величину с помощью одного и того же разделенного круга, поддерживаемого в точно таком же положении, очевидно, что одна и та же отметка на круге будет критерием в каждом случае, и любая ошибка в положении этой отметки будет в равной степени влиять на все наши результаты. Но если в каждом измерении мы используем другую часть круга, в дело вступит новая отметка, и, поскольку ошибка каждой отметки не может быть направлена в одну сторону, средний результат будет почти свободен от ошибок деления. Будет еще лучше использовать более одного разделенного круга.

Даже когда у нас нет представления о точках, в которых может возникнуть ошибка, мы можем с выгодой изменить конструкцию нашего аппарата в надежде, что случайно обнаружим какую-то скрытую причину ошибки. Цель Бейли при повторении экспериментов Мичелла и Кавендиша по плотности Земли состояла не просто в том, чтобы следовать тем же курсом и проверить предыдущие числа, но и в том, чтобы попробовать, дадут ли вариации в размере и веществе притягивающих шаров, способе подвеса, температуре окружающего воздуха и т. д. другие результаты. Он выполнил не менее 62 отдельных серий, включающих 2153 эксперимента, и тщательно классифицировал и обсудил результаты, чтобы выявить максимальные различия. Далее, экспериментируя с сопротивлением воздуха движению маятника, Бейли использовал не менее 80 маятников различных форм и материалов, чтобы точно установить, от каких условий зависит сопротивление. Реньо в своих точных исследованиях расширения газов вносил произвольные изменения в величину частей своего аппарата. Он считает, что если, несмотря на такую модификацию, результаты остаются неизменными, ошибки, вероятно, незначительны; но в действительности всегда возможно, и обычно вероятно, что мы упускаем из виду источники ошибок, которые обнаружит будущее поколение. Так, маятниковые эксперименты Бейли и Сабина были направлены на установление природы и величины поправки на сопротивление воздуха, которая была совершенно неправильно понята в экспериментах с помощью секундного маятника, на которых основывалось определение стандартного ярда в Акте 5-го Георга IV, гл. 74. Уже упоминалось, что значительная ошибка была обнаружена при определении стандартного метра как десятимиллионной части расстояния от полюса до экватора (стр. 314).

Мы вернемся в главе XXV к дальнейшему рассмотрению методов, с помощью которых мы можем, насколько это возможно, обезопасить себя от постоянных и необнаруженных источников ошибок. Тем временем, завершив рассмотрение специальных методов, необходимых для обработки количественных явлений, мы должны продолжить наш основной предмет и попытаться проследить путь, которым физик, исходя из наблюдений и экспериментов, собирает материалы знания, а затем приступает с помощью гипотез и обратных вычислений к индуктивному выводу из них законов природы.

КНИГА IV. ИНДУКТИВНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.

ГЛАВА XVIII. НАБЛЮДЕНИЕ.

Всякое знание изначально происходит из опыта. Используя это название в широком смысле, мы можем сказать, что опыт охватывает все, что мы чувствуем, внешне или внутренне — совокупность впечатлений, которые мы получаем через различные каналы восприятия, — совокупность, следовательно, того, что находится в уме, за исключением тех частей знания, которые могут быть обоснованными эквивалентами других частей. Как выражает слово «опыт», мы многое проходим в жизни, и впечатления, собранные намеренно или ненамеренно, предоставляют материалы, из которых активные силы ума развивают науку.

Немалая часть опыта, фактически используемого в науке, приобретается без какой-либо четкой цели. Мы не можем использовать глаза, не собирая некоторые факты, которые могут оказаться полезными. Великая наука во многих случаях возникала из случайного наблюдения. Эразм Бартолин таким образом впервые обнаружил двойное лучепреломление в исландском шпате; Гальвани заметил подергивание лягушачьей лапки; Окен был поражен формой позвонка; Малюс случайно исследовал свет, отраженный от далеких окон с помощью двоякопреломляющего вещества; и внимание сэра Джона Гершеля было привлечено к своеобразному виду раствора сульфата хинина. В более ранние времена должен был быть кто-то, кто первым заметил странное поведение магнита или необъяснимые движения, производимые янтарем. Как правило, мы не будем знать, в каком направлении искать большой массив явлений, сильно отличающихся от тех, к которым мы привыкли. Случай тогда должен дать нам отправную точку; но одно случайное наблюдение, хорошо использованное, может привести нас к проведению тысяч наблюдений намеренным и организованным образом, и таким образом наука может постепенно разрабатываться из самого маленького отверстия.

Различие наблюдения и эксперимента.

Обычно говорят, что двумя источниками опыта являются наблюдение и эксперимент. Когда мы просто замечаем и записываем явления, которые происходят вокруг нас в обычном ходе природы, говорят, что мы наблюдаем. Когда мы меняем ход природы посредством вмешательства наших мышечных сил и таким образом создаем необычные комбинации и условия явлений, говорят, что мы экспериментируем. Гершель справедливо заметил, что мы могли бы правильно назвать эти два способа опыта пассивным и активным наблюдением. В обоих случаях мы должны, безусловно, использовать наши чувства для наблюдения, и эксперимент отличается от простого наблюдения тем фактом, что мы в большей или меньшей степени влияем на характер событий, которые наблюдаем. Эксперимент — это, таким образом, наблюдение плюс изменение условий.

Легко заметить, что мы переходим вверх по незаметным градациям от чистого наблюдения к определенному эксперименту. Когда самые ранние астрономы просто замечали обычные движения Солнца, Луны и планет на лике звездного неба, они были чистыми наблюдателями. Но астрономы теперь выбирают точные времена и места для важных наблюдений звездного параллакса или прохождений планет. Они делают орбиту Земли основой хорошо организованного естественного эксперимента, так сказать, и хорошо продуманно используют движения, которые они не могут контролировать. Метеорология могла бы показаться наукой чистого наблюдения, потому что мы никак не можем управлять изменениями погоды, которые записываем. Тем не менее, мы можем подниматься на горы или подниматься на воздушных шарах, как Гей-Люссак и Глейшер, и можем таким образом варьировать точки наблюдения, чтобы сделать нашу процедуру экспериментальной. Мы совершенно неспособны ни производить, ни предотвращать земные токи электричества, но когда мы строим длинные линии телеграфа, мы собираем такие сильные токи во время периодов возмущения, что делаем их способными к легкому наблюдению.

Однако самые лучшие системы наблюдения не дали бы нам значительной части фактов, которыми мы сейчас обладаем. Многие процессы, постоянно происходящие в природе, настолько медленны и мягки, что ускользают от наших способностей наблюдения. Лавуазье заметил, что разложение воды должно было постоянно происходить в природе, хотя его возможность была неизвестна до его времени. Ни одно вещество не лишено полностью магнитных или диамагнитных свойств; но потребовалось все экспериментальное мастерство Фарадея, чтобы доказать, что железо и несколько других металлов не имеют монополии на эти свойства. Случайное наблюдение давно запечатлело в умах людей явления молнии и притягательные свойства янтаря. Только эксперимент мог показать, что явления, столь разнообразные по величине и характеру, были проявлениями одного и того же агента. Чтобы наблюдать с точностью и удобством, мы должны иметь агентов под нашим контролем, чтобы повышать или понижать их интенсивность, останавливать или приводить их в действие по желанию. Точно так же, как Смитон нашел необходимым создать искусственный и управляемый запас ветра для своего исследования ветряных мельниц, мы должны иметь управляемые запасы света, тепла, электричества, мышечной силы или любых других агентов, которые мы исследуем.

Едва ли нужно указывать также, что на поверхности Земли мы живем в почти постоянных условиях гравитации, температуры и атмосферного давления, так что если мы хотим распространить наши выводы на другие части Вселенной, где условия сильно отличаются, мы должны быть готовы имитировать эти условия в малом масштабе здесь. Мы должны иметь чрезвычайно высокие и низкие температуры; мы должны варьировать плотность газов от приблизительного вакуума и выше; мы должны подвергать жидкости и твердые тела давлениям или деформациям почти неограниченной величины.

Психические условия правильного наблюдения.

Каждое наблюдение должно в определенном смысле быть истинным, ибо наблюдение и запись события сами по себе являются событием. Но прежде чем мы приступим к рассмотрению предполагаемого значения записи и сделаем выводы относительно хода природы, мы должны позаботиться о том, чтобы характер и чувства наблюдателя не были в значительной степени записанными явлениями. Ум человека, как сказал Фрэнсис Бэкон, подобен неровному зеркалу и не отражает события природы без искажений. Нам едва ли нужно обращать внимание на намеренно ложные наблюдения, ни на ошибки, возникающие из-за дефектной памяти, недостаточного освещения и так далее. Даже там, где при наблюдении и записи используются величайшая верность и осторожность, существуют тенденции к ошибкам, и в результате возникают ошибочные мнения.

Трудно найти людей, которые могут с совершенной беспристрастностью регистрировать факты за и против своих собственных взглядов. Среди необразованных наблюдателей тенденция замечать благоприятные и забывать неблагоприятные события настолько велика, что на их предполагаемые наблюдения нельзя положиться. Так возникает устойчивое заблуждение, что изменения погоды каким-то образом совпадают с изменениями Луны, хотя точные и беспристрастные регистры не подтверждают этот факт. Все племя пророков и шарлатанов живет на ошеломляющем эффекте одного успеха по сравнению с сотнями неудач, которые не упоминаются и забываются. Как говорит Бэкон: «Люди замечают, когда они попадают, и никогда не замечают, когда промахиваются». И нам было бы полезно помнить древнюю историю, процитированную Бэконом, об одном человеке, которому в языческие времена показали храм с картиной всех людей, спасенных после кораблекрушения после того, как они дали обеты. Когда его спросили, не признает ли он теперь силу богов, «Да, — ответил он, — но где нарисованы те, кто утонул после своих обетов?»

Если бы мы действительно могли оценить величину предвзятости, существующей в каких-либо конкретных наблюдениях, ее можно было бы рассматривать как одну из сил задачи, и истинный ход внешней природы все еще мог бы быть сделан очевидным. Но чувства наблюдателя обычно слишком неопределенны, так что когда есть основания подозревать значительную предвзятость, отбрасывание является единственным безопасным курсом. Что касается фактов, случайно зарегистрированных в прошлые времена, способности и беспристрастность наблюдателя настолько мало известны, что мы не должны жалеть усилий, чтобы заменить эти утверждения новым обращением к природе. Беспорядочная смесь истины и абсурда, которую Фрэнсис Бэкон собрал в своей «Естественной истории», совершенно не подходит для целей науки. Но, конечно, когда записи относятся к прошлым событиям, таким как затмения, соединения, метеорные явления, землетрясения, извержения вулканов, изменения морских границ, существование ныне вымерших животных, миграции племен, замечательные обычаи и т. д., мы должны использовать утверждения, какими бы неудовлетворительными они ни были, и должны попытаться проверить их путем сравнения независимых записей или традиций.

Когда необходимо сделать обширные серии наблюдений, как в астрономических, метеорологических или магнитных обсерваториях, тригонометрических съемках и обширных химических или физических исследованиях, преимуществом является то, что численная работа должна выполняться ассистентами, которые не заинтересованы в ожидаемых результатах и, возможно, не знают о них. Таким образом, запись становится совершенно беспристрастной. Может быть даже желательно, чтобы те, кто выполняет чисто рутинную работу по измерению и вычислению, были незнакомы с принципами предмета. Большая таблица логарифмов правительства Французской революции была разработана штатом из шестидесяти или восьмидесяти вычислителей, большинство из которых знали только правила арифметики и работали под руководством квалифицированных математиков; однако их расчеты обычно оказывались более правильными, чем расчеты лиц, более глубоко сведущих в математике. В Индийской топографической службе фактические измерители подбирались так, чтобы они не обладали достаточным мастерством для фальсификации своих результатов без обнаружения.

Как пассивное наблюдение, так и экспериментирование должны, однако, обычно проводиться лицами, которые знают, что они должны искать. Только когда наблюдатель возбужден и направляем надеждой на проверку теории, он заметит многие из наиболее важных моментов; и там, где работа не носит рутинного характера, никакой ассистент не может заменить направляемые умом наблюдения философа. Таким образом, успешный исследователь должен сочетать разнообразные качества; он должен иметь четкие представления о результате, который он ожидает, и уверенность в истинности своих теорий, и все же он должен обладать той искренностью и гибкостью ума, которые позволяют ему принимать неблагоприятные результаты и отказываться от ошибочных взглядов.

Инструментальные и чувственные условия наблюдения.

В каждом наблюдении одно или несколько чувств должны быть задействованы, и мы должны всегда помнить, что степень нашего знания может быть ограничена силой соответствующего чувства. То, что мы узнаем о мире, только формирует нижний предел того, что предстоит узнать, и, насколько мы можем судить, процессы природы могут бесконечно превосходить по разнообразию и сложности те, которые способны попасть в наши средства наблюдения. В некоторых случаях выводы из наблюдаемых явлений могут сделать нас косвенно осведомленными о том, что нельзя почувствовать напрямую, но мы никогда не можем быть уверены, что таким образом приобретаем какую-либо заметную долю знания, которое могло бы быть приобретено.

Странно размышлять о том, что пространство может быть заполнено темными блуждающими звездами, существование которых еще не могло стать нам известным каким-либо образом. Планеты уже остыли настолько, что перестали быть светящимися, и вполне может быть, что другие звездные тела различного размера пришли в такое же состояние. Действительно, из рассмотрения переменных и погасших звезд Лаплас сделал вывод, что, вероятно, существуют непрозрачные тела, столь же великие и, возможно, столь же многочисленные, как те, что мы видим. Некоторые из этих темных звезд могли бы в конечном итоге стать известными нам либо путем отражения света, либо, что более вероятно, их гравитационным воздействием на светящиеся звезды. Так, если бы один член двойной звезды был темным, мы могли бы легко обнаружить его существование и даже оценить его размер, положение и движения, наблюдая за таковыми его видимого компаньона. Любимой идеей Гюйгенса было то, что могут существовать звезды и огромные вселенные, столь далекие, что их свет никогда еще не успел достичь наших глаз; и мы должны также помнить, что свет, возможно, испытывает медленное затухание в пространстве, так что существует более одного способа, которым может существовать абсолютный предел возможностей телескопического открытия.

Существуют опять же естественные пределы силы наших чувств в обнаружении колебаний различного рода. Обычно говорят, что вибрации более 38 000 ударов в секунду не слышны как звук; и поскольку некоторые уши действительно слышат звуки гораздо более высокого тона, даже на две октавы выше того, что могут обнаружить другие уши, чрезвычайно вероятно, что существуют непрерывные вибрации, которые мы не можем назвать звуком, потому что они никогда не слышны. Насекомые могут общаться с помощью таких острых звуков, составляющих язык, неслышный для нас; и замечательное согласие, очевидное среди тел муравьев или пчел, могло бы таким образом, возможно, быть объяснено. Более того, как Фонтенель давно предположил в своем научном романе, могут существовать неограниченные количества чувств или способов восприятия, которые мы никогда не можем почувствовать, хотя теория Дарвина сделала бы вероятным, что любой полезный способ знания у предка развивался бы и улучшался у потомков. Мы могли бы, несомненно, быть наделены чувством, способным чувствовать электрические явления с остротой, так что положительное или отрицательное состояние заряда тела могло бы быть сразу оценено. Отсутствие такого чувства, вероятно, связано с его относительной бесполезностью.

Тепловые колебания подлежат тем же соображениям. Теперь очевидно, что то, что мы называем светом, есть воздействие на глаз определенными вибрациями, менее быстрые из которых невидимы и составляют темные лучи лучистого тепла, для обнаружения которых мы должны заменить глаз термометром или термопарой. На другом конце спектра, опять же, ультрафиолетовые лучи невидимы и только косвенно доводятся до нашего сведения в явлениях флуоресценции или фотохимического действия. Нет оснований полагать, что на каком-либо конце спектра уже достигнут абсолютный предел.

Точно так же, как наше знание звездной Вселенной ограничено мощностью телескопа и другими условиями, так и наше знание мельчайшего мира имеет свой предел в силах и оптических условиях микроскопа. Было время, когда было бы разумной индукцией, что овощи неподвижны, а животные единственные наделены силой передвижения. Мы удивлены, обнаружив с помощью микроскопа, что крошечные растения, если не сказать больше, более активны, чем крошечные животные. Мы даже обнаруживаем, что минеральные вещества, кажется, теряют свой неактивный характер и танцуют с непрерывным движением, когда сводятся к достаточно мелким частицам, по крайней мере, когда они взвешены в непроводящей среде. Микроскописты встретят естественный предел наблюдения, когда мелкость исследуемых объектов станет сопоставимой с длиной световых колебаний, и крайняя трудность, уже встреченная при определении форм мелких отметин на диатомовых водорослях, по-видимому, связана с этой причиной. Согласно Гельмгольцу, наименьшее расстояние, которое может быть точно определено, зависит от интерференции света, проходящего через центры ярких пространств. С теоретически совершенным микроскопом и сухой линзой наименьший видимый объект был бы не менее одной 80 000-й части дюйма в красном свете.

Об ошибках, которые могут возникнуть при оценке количеств чувствами, я уже говорил, но есть некоторые случаи, в которых мы на самом деле видим вещи иначе, чем они есть. Струя воды кажется непрерывной нитью, когда на самом деле это удивительно организованная последовательность маленьких и больших капель, колеблющихся в форме. Капли падают так быстро, что их впечатления на глаз сливаются друг с другом, и чтобы увидеть отдельные капли, нам требуется какое-то устройство для обеспечения мгновенного вида.

Один непреодолимый предел наших способностей наблюдения возникает из невозможности следовать и идентифицировать конечные атомы материи. Один атом кислорода, вероятно, неотличим от другого атома; только сохраняя определенный объем кислорода надежно заключенным в бутылке, мы можем убедиться в его идентичности; позвольте ему смешаться с другим кислородом, и мы теряем всякую способность идентификации. Соответственно, у нас, по-видимому, нет средств прямо доказать, что каждый газ находится в постоянном состоянии диффузии каждой части в каждую часть. Мы можем только сделать вывод, что это так, наблюдая поведение различных газов, которые мы можем различить в их ходе, и рассуждая на основаниях молекулярной теории.

Внешние условия правильного наблюдения.

Прежде чем мы приступим к выводам из любой серии записанных фактов, мы должны позаботиться о том, чтобы полностью установить, если возможно, внешние условия, при которых факты доводятся до нашего сведения. Не только наблюдающий ум может быть предубежден, а чувства дефектны, но могут быть обстоятельства, которые заставляют один вид события чаще попадать в поле нашего зрения, чем другой. Сравнительные количества объектов разных видов, существующих, могут в любой степени отличаться от количеств, которые попадают в поле нашего зрения. Эта разница должна, если возможно, быть принята во внимание, прежде чем мы сделаем какие-либо выводы.

Долгое время казалось, что существует сильное предположение, что все кометы движутся по эллиптическим орбитам, потому что ни одна комета не была доказана как движущаяся по какому-либо другому пути. Теория гравитации допускала существование комет, движущихся по гиперболическим орбитам, и возник вопрос, действительно ли они несуществуют или только находятся за пределами легкого наблюдения. Из разумных предположений Лаплас вычислил, что вероятность была по крайней мере 6000 к 1 против того, что комета, которая входит в планетную систему достаточно близко, чтобы быть видимой на поверхности Земли, представляет орбиту, которую можно было бы отличить от очень вытянутого эллипса или параболы в той части ее орбиты, которая находится в пределах досягаемости наших телескопов. Короче говоря, шансы очень сильно в пользу того, что мы видим эллиптические, а не гиперболические кометы. Взгляды Лапласа были подтверждены открытием шести гиперболических комет, которые появились в 1729, 1771, 1774, 1818, 1840 и 1843 годах, и поскольку всего было зарегистрировано только около 800 комет, доля гиперболических вполне так велика, как и следовало ожидать.

Когда мы пытаемся оценить количества объектов, которые могли существовать, мы должны сделать большие допущения на ограниченную сферу наших наблюдений. Вероятно, не более 4000 или 5000 комет были замечены в исторические времена, но делая поправку на отсутствие наблюдателей в южном полушарии и на малую вероятность того, что мы видим какую-либо значительную долю тех, которые находятся в окрестностях нашей системы, мы должны принять мнение Кеплера, что в регионах пространства больше комет, чем рыб в глубинах океана. Когда подобные расчеты делаются относительно количеств метеоров, видимых нам, удивительно обнаружить, что количество метеоров, входящих в атмосферу Земли каждые двадцать четыре часа, вероятно, не менее 400 000 000, из которых 13 000 существуют в каждой части пространства, равной той, что заполнена Землей.

Серьезные заблуждения могут возникнуть из-за игнорирования неизбежных условий, при которых до нас доходят сведения о прошлых событиях. Так, как правило, до нас доходят лишь долговечные предметы, изготовленные древними народами, например, кремневые орудия. Не следует полагать, что относительное обилие железных и бронзовых изделий, используемых древним народом, совпадает с их относительным обилием в наших музеях, поскольку бронза гораздо долговечнее. Существует распространенное заблуждение, что наши предки строили прочнее, чем мы, которое возникает из-за того, что более хрупкие сооружения давно разрушились. У нас мало или совсем нет реликвий жилищ беднейших классов среди греков или римлян, да и вообще любого народа прошлого; ибо сохраняются только храмы, гробницы, общественные здания и особняки более состоятельных классов. Существует огромный пласт прошлых событий, навсегда для нас утраченных, и мы, как правило, должны рассматривать записи или реликвии как исключительные по своему характеру.

Те же соображения применимы и к геологическим реликвиям. Мы не могли бы в целом ожидать, что животные сохранятся, за исключением костей, раковин, прочных покровов или других твердых и долговечных частей. Все инфузории и животные, лишенные минерального скелета, вероятно, полностью исчезли, возможно, превратившись в нефть. Было отмечено, что своеобразный характер некоторых вымерших флор может быть обусловлен неравномерной сохранностью различных семейств растений. Однако благодаря различным случайностям мы получаем представление о мире, который обычно для нас утрачен — например, благодаря насекомым, заключенным в янтарь, огромному мамонту, сохранившемуся во льду, мумиям, слепкам из твердого материала, подобным слепку римского солдата в Помпеях, и так далее.

Нам также следует помнить, что подобно тому, как могут существовать соединения небесных тел, которые могли произойти лишь один или два раза за всю историю, могут происходить и примечательные земные соединения. Великие бури, землетрясения, извержения вулканов, оползни, наводнения, вторжения моря могли, или, вернее, должны были происходить — события такой необычайной величины и такой крайней редкости, что мы не можем ни ожидать стать их свидетелями, ни легко постичь их последствия. Как заметил сам Лаплас, большое преимущество изучения вероятностей заключается в том, что оно заставляет нас сомневаться в степени наших знаний и уделять должное внимание вероятности того, что события попадут в сферу наших наблюдений.

Кажущаяся последовательность событий.

Де Морган превосходно указал, что существует не менее четырех способов, которыми одно событие может казаться следующим за другим или быть связанным с ним, не являясь таковым на самом деле. Они включают ментальные, чувственные и внешние причины ошибок, и я кратко изложу и проиллюстрирую их.

Вместо того чтобы А вызывало Б, именно наше восприятие А вызывает Б. Вот почему пророчества, предчувствия, а также уловки колдовства и чародейства часто достигают своих целей. Человек умирает в день, который он всегда считал своим последним, из-за собственного страха перед этим днем. Заклинание достигает своей цели, потому что принимаются меры, чтобы напугать предполагаемую жертву, дав ей узнать о своей судьбе. Во всех подобных случаях ментальное состояние является причиной кажущегося совпадения.

Во втором классе случаев событие А может привести к тому, что за ним последует наше восприятие Б, которое в противном случае произошло бы без того, чтобы быть замеченным. Так, в результате исследования было установлено, что в жаркое лето комет появляется больше, чем в холодное. Не было принято во внимание то обстоятельство, что жаркое лето сравнительно безоблачно и дает лучшие возможности для обнаружения комет. Здесь возмущающее условие носит чисто внешний характер. Некоторые древние философы полагали, что лунные лучи вызывают холод, принимая холод, вызванный излучением в космическое пространство, за воздействие Луны, которое с большей вероятностью заметно в то время, когда отсутствие облаков позволяет излучению продолжаться.

В третьем классе случаев наше восприятие А может привести к тому, что за ним последует наше восприятие Б. Событие Б может происходить постоянно, но наше внимание может не привлекаться к нему, пока мы не заметим А. Этот случай, по-видимому, иллюстрируется заблуждением о влиянии Луны на облака. Происхождение этого заблуждения несколько сложно. Во-первых, когда небо плотно затянуто облаками, Луна вообще не будет видна; нам необходимо увидеть полную Луну, чтобы наше внимание было сильно привлечено к этому факту, а это чаще всего случается в те ночи, когда небо безоблачно. Более того, г-н У. Эллис остроумно отметил, что существует общая тенденция к рассеиванию облаков в начале ночи, то есть в то время, когда восходит полная Луна. Таким образом, изменение состояния неба и восход полной Луны, вероятно, взаимно привлекают внимание, и совпадение во времени предполагает отношение причины и следствия. Г-н Эллис доказывает на основании результатов наблюдений в Гринвичской обсерватории, что Луна не обладает никакой заметной силой подобного рода, и все же примечательно, что такой здравый наблюдатель, как сэр Джон Гершель, был убежден в этой связи. В своих «Результатах наблюдений на мысе Доброй Надежды» он упоминает много вечеров, когда полная Луна появлялась при необычайно ясном небе.

Существует еще четвертый класс случаев, в которых Б действительно является предшествующим событием, но наше восприятие А, которое является следствием Б, может быть необходимым для того, чтобы вызвать наше восприятие Б. Нет сомнений, например, что восходящие и нисходящие потоки постоянно циркулируют в нижнем слое атмосферы в дневное время; но из-за прозрачности атмосферы у нас нет доказательств их существования, пока мы не заметим кучевые облака, которые являются следствием таких потоков. Точно так же межфильтрация масс воздуха в верхних слоях атмосферы, вероятно, происходит почти постоянно, но если нити перистых облаков не указывают на эти движения, мы остаемся в неведении об их возникновении. Самые высокие слои атмосферы совершенно невосприимчивы для нас, за исключением случаев, когда они становятся светящимися из-за полярных электрических токов или прохождения метеорных камней. Большинство видимых явлений комет, вероятно, возникает из какого-то вещества, которое, будучи ранее невидимым, внезапно конденсируется или электризуется в видимую форму. Сэр Джон Гершель пытался объяснить образование хвостов комет таким образом, посредством испарения и конденсации.

Отрицательные аргументы, основанные на ненаблюдении.

Из того, что было предложено в предыдущих разделах, станет ясно, что ненаблюдение явления, как правило, не следует принимать за доказательство его невозникновения. Поскольку существуют звуки, которые мы не слышим, лучи тепла, которые мы не чувствуем, множество миров, которые мы не видим, и мириады мельчайших организмов, которые не может показать даже самый мощный микроскоп, мы должны, как правило, интерпретировать наш опыт только в утвердительном смысле. Соответственно, когда выводы делались на основании отсутствия определенных фактов или объектов, более обширное и тщательное исследование часто доказывало их ложность. Не так много лет назад в геологии считалось вполне достоверным выводом, что останки человека не были найдены в связи с останками вымерших животных или в каких-либо отложениях, которые в настоящее время не находятся в процессе формирования. Даже Бэббидж принял этот вывод как сильное подтверждение библейских повествований. В то время как это мнение все еще повсеместно разделялось, были найдены кремневые орудия, опровергающие такой вывод, и с тех пор появились неопровержимые доказательства долгого существования человека. В конце прошлого века, когда Гершель исследовал небеса с помощью своих мощных телескопов, казалось мало вероятным, что внутри орбиты Юпитера еще остаются невидимые планеты. Но в первый день этого века такое мнение было опровергнуто открытием Цереры, и с тех пор в списки планетной системы было добавлено более ста других малых планет.

Открытие Eozoön Canadense в пластах гораздо более древних, чем любые ранее известные как содержащие органические остатки, нанесло удар по беспочвенным мнениям относительно происхождения органических форм; а океанические дноуглубительные экспедиции под руководством д-ра Карпентера и сэра Уайвилла Томсона изменили некоторые мнения геологов, обнаружив продолжающееся существование форм, долгое время считавшихся вымершими. Эти и многие другие случаи, которые можно было бы привести, показывают крайне ненадежный характер отрицательных индукций.

Но не следует полагать, что отрицательные аргументы не имеют силы и ценности. Поверхность Земли была достаточно исследована, чтобы сделать крайне маловероятным существование каких-либо наземных животных размером с верблюда, которые еще предстоит открыть. Считается, что за последние восемнадцать или двадцать столетий не было встречено ни одного нового крупного животного, и вероятность того, что если бы они существовали, то были бы замечены, увеличивает вероятность того, что они не существуют. Мы можем с несколько меньшей уверенностью ставить под сомнение существование каких-либо крупных нераспознанных рыб или морских животных, таких как предполагаемый морской змей. Но по мере перехода к формам меньшего размера отрицательные доказательства теряют вес из-за меньшей вероятности того, что мы увидим более мелкие объекты. Даже сильная индукция в пользу четырехчастного деления животного царства на позвоночных, кольчатых, моллюсков и кишечнополостных может быть опровергнута открытием промежуточных или аномальных форм. По мере того как цивилизация распространяется по поверхности Земли, а неисследованные территории постепенно сокращаются, отрицательные выводы будут возрастать в своей силе; но нам еще многое предстоит узнать о глубинах океана, которые почти полностью не исследованы и покрывают три четверти поверхности Земли.

В геологии существует много утверждений, которым придается значительная вероятность из-за большого объема уже проведенных исследований, как, например, то, что настоящий уголь встречается только в породах определенной геологической эпохи; что золото встречается в осадочных и третичных пластах только в чрезвычайно малых количествах, вероятно, полученных в результате распада более ранних пород. В естественной истории отрицательные выводы чрезвычайно коварны и неудовлетворительны. Максимальное терпение не позволит микроскописту или наблюдателю любого живого существа непрерывно следить за поведением организма при всех обстоятельствах в течение долгого времени. Поэтому всегда есть шанс, что критический акт или изменение могут произойти, когда глаза наблюдателя отведены. Это, безусловно, случается в некоторых случаях; ибо, хотя оплодотворение орхидей с помощью насекомых доказано так же хорошо, как любой факт в естественной истории, г-н Дарвин никогда не мог при самом пристальном наблюдении обнаружить насекомое, выполняющее эту операцию. Сам г-н Дарвин принял один вывод на основании отрицательных доказательств, а именно, что Orchis pyramidalis и некоторые другие орхидные цветы не выделяют нектар. Но его осторожность и неутомимое терпение в проверке этого вывода дают впечатляющий урок наблюдателю. В течение двадцати трех дней подряд, как он нам рассказывает, он осматривал цветы при любой погоде, в любое время суток, в различных местностях. Поскольку выделение нектара в других цветах иногда происходит быстро и может случиться на рассвете, этот неудобный час наблюдения был специально выбран. Цветы разного возраста подвергались воздействию раздражающих паров, влаги и любым условиям, способным вызвать выделение; и только после неизменных неудач этого исчерпывающего исследования было признано доказанным отсутствие нектара в нектарниках.

Чтобы отрицательный аргумент, основанный на ненаблюдении объекта, имел какую-либо значительную силу, необходимо показать, что вероятно, что объект, если бы он существовал, был бы замечен, и именно эта вероятность определяет ценность отрицательного вывода. Неудача астрономов увидеть планету Вулкан, которая, по мнению некоторых, существует внутри орбиты Меркурия, не является достаточным опровержением ее существования. Точно так же было бы очень трудно или даже невозможно опровергнуть существование второго спутника малого размера, вращающегося вокруг Земли. Но если кто-либо делает конкретное утверждение, указывая место и время, то наблюдение либо докажет, либо опровергнет предполагаемый факт. Если это правда, что когда французский наблюдатель заявил, что видел планету на диске Солнца, наблюдатель в Бразилии тщательно изучал Солнце и не увидел ее, у нас есть отрицательное доказательство. Ложные факты в науке, как было хорошо сказано, более вредны, чем ложные теории. Ложная теория открыта для критики каждого человека и всегда может быть оценена по ее соответствию фактам. Но ложное или грубо ошибочное утверждение факта часто стоит на пути науки в течение долгого времени, потому что может быть чрезвычайно трудно или даже невозможно доказать ложность того, что было однажды записано.

В других науках сила отрицательного аргумента часто будет зависеть от количества возможных альтернатив, которые могут существовать. Долгое время считалось, что качество музыкального звука, в отличие от его высоты, должно зависеть от формы колебания, поскольку никакой другой причины этого никогда не предлагалось или она была, по-видимому, невозможна. Истинность этого вывода была доказана Гельмгольцем, который применил микроскоп к светящимся точкам, прикрепленным к струнам различных инструментов, и таким образом фактически наблюдал различные способы колебания. В математике отрицательные индуктивные аргументы редко имеют большую силу, потому что возможные формы выражения или возможные комбинации линий и кругов в геометрии совершенно неограниченны по количеству. Было предпринято огромное количество попыток разделить угол на три части обычными методами геометрии Евклида, но их неизменная неудача не установила невозможность этой задачи. Это было показано совершенно иным способом, путем доказательства того, что проблема включает в себя неприводимое кубическое уравнение, для которого не может быть соответствующего плоского геометрического решения. Это случай reductio ad absurdum, форма аргумента совершенно иного характера. Точно так же никакое количество неудач в получении общего решения уравнений пятой степени не установило бы невозможность этой задачи, но косвенным способом, эквивалентным reductio ad absurdum, невозможность считается доказанной.

ГЛАВА XIX. ЭКСПЕРИМЕНТ.

Теперь мы можем рассмотреть огромные преимущества, которыми мы пользуемся при изучении комбинаций явлений, когда вещи находятся в пределах нашей досягаемости и способны подвергаться экспериментированию. Мы говорим, что экспериментируем, когда соединяем вещества вместе при различных условиях температуры, давления, электрического возмущения, химического действия и т. д., а затем регистрируем наблюдаемые изменения. Наша цель в индуктивном исследовании — точно установить группу обстоятельств или условий, при наличии которых последует определенная другая группа явлений. Если мы обозначим через А группу предшествующих условий, а через X — последующие явления, нашей целью обычно будет открытие закона вида А = АХ, смысл которого заключается в том, что там, где есть А, произойдет X.

Обстоятельства, которые можно было бы перечислить как присутствующие в простейшем эксперименте, очень многочисленны, фактически почти бесконечны. Потрите две палочки друг о друга и подумайте, что было бы исчерпывающим изложением условий. Здесь есть форма, твердость, органическая структура и все химические качества дерева; давление и скорость трения; температура, давление и все химические качества окружающего воздуха; близость Земли с ее притягательными и электрическими силами; температура и другие свойства лиц, производящих движение; излучение от Солнца, а также к небу и от него; электрическое возбуждение, возможно, существующее в любом нависшем облаке; даже положения небесных тел должны быть упомянуты. На априорных основаниях небезопасно предполагать, что любое из этих обстоятельств не имеет эффекта, и только опытным путем мы можем выделить те точные условия, из которых проистекает наблюдаемое тепло трения.

Великий метод эксперимента состоит в устранении по одному каждого из тех условий, которые, как можно предположить, оказывают влияние на результат. Наша цель в эксперименте с трением палочек — обнаружить точные обстоятельства, при которых появляется тепло. Теперь присутствие воздуха может быть необходимым; поэтому подготовьте вакуум и потрите палочки во всех отношениях так же, как и раньше, за исключением того, что это делается в вакууме. Если тепло все еще появляется, мы можем сказать, что воздух не является, в присутствии других обстоятельств, необходимым условием. Проводимость тепла от соседних тел может быть условием. Предотвратите это, сделав все окружающие тела ледяными, к чему стремился Дэви, потирая два куска льда друг о друга. Если тепло все еще появляется, мы устранили еще одно условие, и так мы можем продолжать, пока не станет очевидным, что затрата энергии при трении двух тел является единственным условием производства тепла.

Большая трудность эксперимента возникает из того факта, что мы не должны предполагать, что условия независимы. До эксперимента у нас нет права говорить, что трение двух палочек будет производить тепло таким же образом, когда воздух отсутствует, как и раньше. У нас может быть тепло, производимое одним способом, когда присутствует воздух, и другим, когда воздух отсутствует. Исследование разветвляется на две линии, и мы должны попробовать в обоих случаях, предотвращает ли отключение подачи тепла путем проводимости его выделение при трении. То же разветвление исследования происходит в отношении каждого обстоятельства, которое входит в эксперимент.

Рассматривая только четыре обстоятельства, скажем А, B, C, D, мы должны проверить не только комбинации ABCD, ABCd, ABcD, AbCD, aBCD, но мы должны действительно пройти через все комбинации, приведенные в пятом столбце Логического алфавита. Эффект отсутствия каждого условия должен быть проверен как в присутствии, так и в отсутствии каждого другого условия, и каждого выбора этих условий. Совершенное и исчерпывающее экспериментирование, короче говоря, состояло бы в изучении природных явлений во всех их возможных комбинациях и регистрации всех отношений между условиями и результатами, которые оказываются способными к существованию. Оно, таким образом, напоминало бы исключение противоречивых комбинаций, осуществляемое в Косвенном методе вывода, за исключением того, что исключение комбинаций основано не на предварительных логических предпосылках, а на апостериорных результатах фактического испытания.

Читатель, однако, поймет, что такое исчерпывающее исследование практически невозможно, потому что количество необходимых экспериментов было бы чрезвычайно велико. Только четыре предшествующих условия потребовали бы шестнадцати экспериментов; двенадцать предшествующих условий потребовали бы 4096, и число увеличивается как степени двойки. Результат заключается в том, что экспериментатор должен полагаться на свой собственный такт и опыт при выборе тех экспериментов, которые с наибольшей вероятностью дадут ему значимые факты. Именно в этот момент логические правила и формы начинают подводить в оказании помощи. Логическое правило гласит: «Попробуйте все возможные комбинации»; но поскольку это невыполнимо, экспериментатор неизбежно отказывается от строгого логического метода и доверяет своей собственной интуиции. Аналогия, как мы увидим, дает некоторую помощь, и внимание должно быть сосредоточено на тех видах условий, которые были найдены важными в подобных случаях. Но мы сейчас полностью находимся в области вероятности, и экспериментатор, уверенно преследуя то, что он считает правильной зацепкой, может упускать из виду одно важное условие. Впечатляющий урок, например, состоит в том, что Ньютон проводил все свои изысканные исследования спектра, не подозревая о том факте, что если бы он уменьшил отверстие в ставне до узкой щели, все тайны ярких и темных линий были бы в его руках, при условии, конечно, что его призмы были достаточно хороши, чтобы определить лучи. Точно так же мы не знаем, какое незначительное изменение в самых привычных экспериментах может открыть путь к новым открытиям.

Практические трудности также обременяют прогресс физика. Часто невозможно изменить одно условие, не изменив при этом другие; и таким образом мы можем не получить чистый эффект рассматриваемого условия. Некоторые условия могут быть абсолютно неспособны к изменению; другие могут быть с большим трудом, или только в определенной степени, устранимы. Очень коварным источником ошибки является существование неизвестных условий, которые, конечно, мы не можем устранить, кроме как случайно. Эти трудности мы вскоре рассмотрим по порядку.

Прекрасно наблюдать, как изменение одного обстоятельства иногда убедительно объясняет явление. Пример можно найти в исследовании Фарадея поведения спор плауна, рассыпанных на вибрирующей пластине. Было замечено, что эти мельчайшие споры собирались в точках наибольшего движения, тогда как песок и все тяжелые частицы собирались в узлах, где движение было наименьшим. Фарадею счастливо пришло в голову провести эксперимент в откачанном приемнике воздушного насоса, и тогда было обнаружено, что легкий порошок ведет себя точно так же, как тяжелый порошок. Таким образом, было получено убедительное доказательство того, что присутствие воздуха было важным условием, несомненно, потому, что он приводился в вихревое движение движением пластины и переносил плаун в точки наибольшего волнения. Песок был слишком тяжел, чтобы переноситься воздухом.

Исключение безразличных обстоятельств.

Из того, что уже было сказано, станет очевидно, что обнаружение и исключение безразличных обстоятельств является важной работой, потому что это позволяет сосредоточить внимание на обстоятельствах, которые содержат главное условие. Можно привести много прекрасных примеров, когда было показано, что все наиболее очевидные предшествующие условия не играют никакой роли в возникновении явления. Человек мог бы предположить, что своеобразные цвета перламутра обусловлены химическими качествами этого вещества. Много труда могло быть потрачено на то, чтобы проследить эту идею, сравнивая химические качества различных переливающихся веществ. Но Брюстер случайно снял оттиск с куска перламутра в цементе из смолы и пчелиного воска и, обнаружив, что цвета повторяются на поверхности воска, приступил к снятию других оттисков в бальзаме, легкоплавком металле, свинце, гуммиарабике, рыбьем клее и т. д., и всегда находил переливающиеся цвета одинаковыми. Таким образом, он доказал, что химическая природа вещества является делом безразличным, а форма поверхности — реальным условием таких цветов. Почти то же самое можно сказать о цветах, демонстрируемых тонкими пластинками и пленками. Кольца и линии цвета будут почти одинаковыми по характеру, независимо от природы вещества; более того, пустое пространство, такое как трещина в стекле, создало бы их, даже если бы воздух был удален воздушным насосом. Условия — это просто существование двух отражающих поверхностей, разделенных очень малым пространством, хотя следует добавить, что показатель преломления промежуточного вещества оказывает некоторое влияние на точный характер создаваемого цвета.

Когда луч света проходит близко к краю непрозрачного тела, часть света, по-видимому, изгибается к нему и создает цветные полосы внутри тени тела. Ньютон приписывал это отклонение света притяжению непрозрачного тела к предполагаемым частицам света, хотя он знал, что природа окружающей среды, будь то воздух или другое прозрачное вещество, не оказывает видимого влияния на явления. Гравзанд, однако, доказал, что характер полос точно такой же, независимо от того, является ли тело плотным или разреженным, сложным или элементарным. Проволока создает точно такие же полосы, как и волос той же толщины. Даже форма препятствующего края была впоследствии показана Френелем как безразличная, а спектр интерференции, или спектр, видимый, когда свет проходит через тонкую решетку, абсолютно одинаков, независимо от формы или химической природы стержней, составляющих решетку. Таким образом, оказывается, что остановка части светового луча является единственным необходимым условием для дифракции или отклонения света, и показано, что явление не имеет аналогии с преломлением света, при котором форма и природа вещества имеют решающее значение.

Интересно наблюдать, как тщательно Ньютон в своих исследованиях спектра устанавливал безразличие многих обстоятельств путем фактического испытания. Он говорит: «Теперь различная величина отверстия в оконной ставне, различная толщина призмы, через которую проходили лучи, и различные наклоны призмы к горизонту не вызывали заметных изменений в длине изображения. Также не вызывало их и различное вещество призм: ибо в сосуде, сделанном из полированных стеклянных пластин, склеенных вместе в форме призмы и наполненном водой, наблюдается такой же успех эксперимента в соответствии с количеством преломления». Но в последнем утверждении, как я замечу позже (стр. 432), Ньютон предположил безразличие, которого не существует, и впал в досадную ошибку.

В науке о звуке показано, что высота звука зависит исключительно от количества импульсов в секунду, а материал, вызывающий эти импульсы, является делом безразличным. Какая бы жидкость, воздух или вода, газ или жидкость, ни нагнеталась в сирену, производимый звук одинаков; и материал, из которого изготовлена органная труба, вовсе не влияет на высоту ее звука. В науке о статическом электричестве важным принципом является то, что природа внутренней части проводящего тела не имеет никакого значения. Электрический заряд ограничен проводящей поверхностью, а внутренняя часть остается в нейтральном состоянии. Полая медная сфера принимает точно такой же заряд, как и сплошная сфера из того же металла.

Некоторые из наиболее изящных и успешных исследований Фарадея были посвящены исключению условий, которые предыдущие экспериментаторы считали существенными для производства электрических явлений. Дэви утверждал, что никакие известные жидкости, кроме тех, которые содержат воду, не могут быть средой связи между полюсами батареи; и некоторые химики полагали, что вода является существенным агентом в электрохимическом разложении. Фарадей привел множество экспериментов, чтобы показать, что другие жидкости допускают электролиз, и он приписал ошибочное мнение очень широкому использованию воды в качестве растворителя и ее присутствию в большинстве природных тел. Фактически, именно на слабейшем виде отрицательных доказательств было основано это мнение.