«Принципы науки: Трактат о логике и научном методе»

Многие экспериментаторы приписывали полюсам батареи особые силы, уподобляя их магнитам, которые своими силами притяжения разрывают элементы вещества. С помощью прекрасной серии экспериментов Фарадей убедительно доказал, что, напротив, вещество полюсов не имеет никакого значения, являясь лишь путем, по которому электрическая сила достигает вещества, подвергающегося воздействию. Полюса из воды, древесного угля и многих разнообразных веществ, даже сам воздух, давали схожие результаты; если химическая природа полюса вообще входила в вопрос, то как возмущающий агент.

Существенной частью теории гравитации является то, что близость других притягивающих частиц не оказывает влияния на притяжение, существующее между любыми двумя молекулами. Две фунтовые гири весят вместе столько же, сколько они весят по отдельности. Каждая пара молекул в мире имеет, так сказать, частную связь, помимо их отношений ко всем другим молекулам. Другим несомненным результатом опыта, на который указал Ньютон, является то, что вес тела ни в малейшей степени не зависит от его формы или текстуры. Можно добавить, что температура, электрическое состояние, давление, состояние движения, химические качества и все другие обстоятельства, касающиеся материи, за исключением ее массы, безразличны в отношении ее гравитационной силы.

По мере прогресса естествознания физики приобретают своего рода проницательность и такт в суждении о том, какие качества вещества могут быть связаны с любым классом явлений. Физический астроном рассматривает материю с одной точки зрения, химик — с другой, а исследователи физической оптики, звука, механики, электричества и т. д. справедливо распределяют качества между собой. Но ошибки возникнут, если слишком большое доверие будет оказано этой независимости различных видов явлений, поэтому желательно время от времени, особенно когда обнаруживаются какие-либо необъяснимые расхождения, ставить под сомнение безразличие, которое предполагается существующим, и проверять его реальное существование соответствующими экспериментами.

Упрощение экспериментов.

Одним из наиболее необходимых предостережений при экспериментировании является изменение только одного обстоятельства за раз и поддержание всех остальных обстоятельств строго неизменными. Существует две различные причины для этого правила, первая и наиболее очевидная заключается в том, что если мы изменяем два условия одновременно и находим какой-то эффект, мы не можем сказать, обусловлен ли эффект одним или другим условием, или обоими вместе. Вторая причина заключается в том, что если никакого эффекта не происходит, мы не можем с уверенностью заключить, что любое из них безразлично; ибо одно могло нейтрализовать эффект другого. В нашей символической логике было показано, что AB ꖌ Ab идентично A (стр. 97), так что B обозначает обстоятельство, которое безразлично присутствует или отсутствует. Но если B всегда идет вместе с другим предшествующим условием C, мы не можем показать ту же независимость, ибо ABC ꖌ Abc не идентично A, и ни один из наших логических процессов не позволяет нам свести его к A.

Если мы хотим доказать, что кислород необходим для жизни, мы не должны помещать кролика в сосуд, из которого кислород был вытеснен горящей свечой. У нас тогда было бы не только отсутствие кислорода, но и добавление углекислого газа, который мог быть разрушительным агентом. По аналогичной причине Лавуазье избегал использования атмосферного воздуха в экспериментах по горению, потому что воздух не был простым веществом, и присутствие азота могло препятствовать или даже изменить эффект кислорода. Как отмечает Лавуазье: «При проведении экспериментов необходимым принципом, от которого никогда не следует отступать, является то, чтобы они были максимально упрощены и чтобы каждое обстоятельство, способное сделать их результаты сложными, было тщательно устранено». Также было хорошо сказано Кювье, что метод физического исследования состоит в изоляции тел, сведении их к предельной простоте и приведении каждого из их свойств отдельно в действие, либо мысленно, либо путем эксперимента.

Электромагнит принес огромную пользу при исследовании магнитных свойств материи, позволяя создавать или устранять мощнейшую магнитную силу, не нарушая никаких других условий эксперимента. Многие из наиболее ценных экспериментов Фарадея были бы невозможны, если бы необходимо было вводить тяжелый постоянный магнит, который нельзя было бы внезапно переместить, не встряхнув весь аппарат, не потревожив воздух, не создав токи из-за изменений температуры и т. д. Электромагнит находится под полным контролем, и его влияние можно привести в действие, обратить вспять или остановить, просто нажав кнопку. Таким образом, Фарадей смог доказать вращение плоскости циркулярно поляризованного света тем фактом, что определенный свет переставал быть видимым, когда электрический ток магнита отключался, и появлялся снова, когда ток включался. «Эти явления», — говорит он, — «могли быть обращены по желанию, в любой момент времени и по любому поводу, показывая совершенную зависимость причины и следствия».

Именно упущение Ньютона получить солнечный спектр при простейших условиях помешало ему обнаружить темные линии. Используя широкий луч света, который прошел через круглое отверстие или треугольную щель, он получил блестящий спектр, но такой, в котором многие разноцветные лучи перекрывали друг друга. В недавней истории науки о спектре одна главная трудность заключалась в смешении линий нескольких различных веществ, которые обычно обнаруживаются в свете любого пламени или искры. Редко удается получить свет любого элемента совершенно простым способом. Ангстрем значительно продвинул эту область науки, исследуя свет электрической искры, когда он формировался между полюсами различных металлов и в присутствии различных газов. Варьируя только полюс или только газообразную среду, он смог правильно различить линии, обусловленные металлом, и линии, обусловленные окружающим газом.

Неудача в упрощении экспериментов.

В некоторых случаях кажется невозможным выполнить правило изменения одного обстоятельства за раз. Когда мы пытаемся получить два примера или две формы эксперимента, в которых одно обстоятельство будет присутствовать в одном случае и отсутствовать в другом, может оказаться, что это единственное обстоятельство влечет за собой другие. Хорошо известен эксперимент Бенджамина Франклина относительно сравнительной поглощательной способности различных цветов. «Я взял», — говорит он, — «несколько маленьких квадратных кусочков сукна из карты образцов портного, различных цветов. Они были черного, темно-синего, светло-синего, зеленого, пурпурного, красного, желтого, белого и других цветов и оттенков цвета. Я разложил их все на снегу ярким солнечным утром. Через несколько часов черный, будучи наиболее нагретым солнцем, погрузился так низко, что оказался ниже удара солнечных лучей; темно-синий был почти так же низко; светло-синий не совсем так сильно, как темный; другие цвета меньше, по мере того как они были светлее. Белый остался на поверхности снега, совсем не войдя в него». Это очень изящный и, по-видимому, простой эксперимент; но когда Лесли завершил свою серию исследований природы тепла, он пришел к выводу, что цвет поверхности оказывает очень мало влияния на излучательную способность, причем механическая природа поверхности кажется более влиятельной. Он отмечает, что «вопрос не может быть положительно решен, поскольку никакое вещество не может быть заставлено принять разные цвета, не изменив при этом одновременно свою внутреннюю структуру». Недавнее исследование показало, что предмет является довольно сложным, потому что поглощательная способность поверхности может быть разной в зависимости от характера лучей, которые падают на нее; но не может быть никаких сомнений в остроте, с которой Лесли указывает на трудность. В исследованиях Уэллса относительно природы росы мы имеем, опять же, очень сложные условия. Если мы подвергнем воздействию полуночного неба пластины из различных материалов, таких как грубое железо, стекло, полированный металл, они будут покрыты росой в разной степени; но поскольку эти пластины различаются как по природе поверхности, так и по проводимости материала, было бы неясно, одно или оба обстоятельства имеют значение. Мы избегаем этой трудности, подвергая воздействию тот же материал, полированный или лакированный, чтобы представить различные условия поверхности; и снова, подвергая воздействию различные вещества с тем же видом поверхности.

Когда мы совершенно не в состоянии изолировать обстоятельства, мы должны прибегнуть к процедуре, описанной Миллем под названием Соединенного метода согласия и различия. Мы должны собрать как можно больше примеров, в которых данное обстоятельство производит данный результат, и как можно больше тех, в которых за отсутствием обстоятельства следует отсутствие результата. Чтобы привести его пример, мы не можем экспериментировать над причиной двойного лучепреломления в исландском шпате, потому что мы не можем изменить его кристаллическое состояние, не изменив его полностью, и мы не можем найти вещества, точно похожие на известковый шпат во всех обстоятельствах, кроме одного. Поэтому мы прибегаем к методу сравнения всех известных веществ, которые обладают свойством двойного лучепреломления света, и обнаруживаем, что они сходятся в том, что являются кристаллическими. Это, действительно, не что иное, как обычный процесс совершенной или вероятной индукции, уже частично описанный и подлежащий дальнейшему обсуждению в разделе Классификация. Можно добавить, что предмет допускает совершенное экспериментальное лечение, поскольку стекло, при сжатии в одном направлении, становится способным к двойному лучепреломлению света, и поскольку в стекле, вероятно, нет никаких изменений, кроме изменения упругости, мы узнаем, что сила двойного лучепреломления, вероятно, обусловлена разницей упругости в разных направлениях.

Устранение обычных условий.

Одна из великих целей эксперимента — позволить нам судить о поведении веществ при условиях, сильно отличающихся от тех, которые преобладают на поверхности Земли. Мы живем в атмосфере, которая не варьируется за пределами определенных узких границ температуры или давления. Многие силы природы, такие как гравитация, которые постоянно действуют на нас, имеют почти фиксированную величину. Теперь впоследствии будет показано, что мы не можем применить количественный закон к обстоятельствам, сильно отличающимся от тех, в которых он наблюдался. На других планетах, Солнце, звездах или отдаленных частях Вселенной условия существования часто должны быть сильно отличными от тех, которые мы обычно испытываем здесь. Следовательно, наше знание природы должно оставаться ограниченным и гипотетическим, если мы не сможем подвергнуть вещества необычным условиям с помощью подходящих экспериментов.

Электрическая дуга — это бесценное средство для подвергания металлов или других проводящих веществ самой высокой известной температуре. С ее помощью мы узнаем не только то, что все металлы могут быть испарены, но и то, что все они испускают характерные лучи света. На другом конце шкалы интенсивно мощная охлаждающая смесь, разработанная Фарадеем, состоящая из твердой углекислоты и эфира, смешанных в вакууме, позволяет нам наблюдать природу веществ при температурах, значительно более низких, чем те, с которыми мы встречаемся естественно на поверхности Земли.

Мы едва ли можем осознать сейчас важность изобретения воздушного насоса, до изобретения которого было чрезвычайно трудно экспериментировать, кроме как при обычном атмосферном давлении. Торричеллиев вакуум использовался философами Accademia del Cimento, чтобы показать поведение воды, дыма, звука, магнитов, электрических веществ и т. д. в вакууме, но их эксперименты часто были безуспешными из-за трудности исключения воздуха.

Среди наиболее постоянных обстоятельств, при которых мы живем, — сила гравитации, которая не варьируется, за исключением небольшой доли своей величины, ни в какой части земной коры или атмосферы, до которой мы можем добраться. Эта сила достаточна, чтобы подавить и замаскировать различные действия, например, взаимное притяжение малых тел. Интересным экспериментом Плато было нейтрализовать действие гравитации путем помещения веществ в жидкости точно такой же удельной плотности. Таким образом, количество масла, налитое в середину подходящей смеси спирта и воды, принимает сферическую форму; при приведении во вращение оно становится сфероидальным, а затем последовательно разделяется на кольцо и группу шариков. Таким образом, у нас есть иллюстрация того способа, которым могла быть произведена планетная система, хотя крайняя разница в масштабе не позволяет нам с уверенностью аргументировать от эксперимента к условиям небулярной теории.

Возможно, что так называемые элементы являются элементарными только для нас, потому что мы ограничены температурами, при которых они фиксированы. Лавуазье тщательно определил элемент как вещество, которое не может быть разложено никакими известными средствами; но кажется почти несомненным, что некоторые ряды элементов, например, йод, бром и хлор, на самом деле являются соединениями более простого вещества. Мы должны ожидать производства интенсивно высоких температур, хотя и совершенно вне наших средств, для разложения этих так называемых элементов. Возможно, в эту эпоху и в этой части Вселенной рассеяние энергии зашло так далеко, что нет источников тепла, достаточно интенсивных, чтобы осуществить разложение.

Вмешательство непредполагаемых условий.

Может случиться так, что мы не знаем обо всех условиях, при которых проводятся наши исследования. Какое-то вещество может присутствовать или какая-то сила может быть в действии, что ускользает от самого бдительного исследования. Не зная о ее существовании, мы не в состоянии принять надлежащие меры для ее исключения и, таким образом, определить долю, которую она имеет в результатах наших экспериментов. Нет сомнений, что алхимики были введены в заблуждение и поощрялись в своих тщетных попытках непредполагаемым присутствием следов золота и серебра в веществах, которые они предлагали трансмутировать. Свинец, как он извлекается из плавильной печи, почти всегда содержит немного серебра, а золото связано со многими другими металлами. Таким образом, небольшие количества благородного металла часто появлялись как результат эксперимента и порождали обманчивые надежды.

Более чем в одном случае непредполагаемое присутствие поваренной соли в воздухе вызывало большие неприятности. В ранних экспериментах по электролизу было обнаружено, что при разложении воды на полюсах образовывались кислота и щелочь, вместе с кислородом и водородом. В отсутствие какого-либо другого объяснения некоторые химики поспешили к выводу, что электричество должно обладать силой генерировать кислоты и щелочи, и один химик подумал, что открыл новое вещество, называемое электрической кислотой. Но Дэви приступил к систематическому исследованию обстоятельств, варьируя условия. Заменив стеклянный сосуд сосудом из агата или золота, он обнаружил, что образуется гораздо меньше щелочи; исключив примеси с помощью тщательно дистиллированной воды, он обнаружил, что количества кислоты и щелочи еще больше уменьшились; и, получив таким образом зацепку к причине, он завершил исключение примесей, избегая контакта с пальцами и поместив аппарат под откачанный приемник, после чего никакой кислоты или щелочи обнаружено не было. Было бы трудно встретить более изящный случай обнаружения ранее непредполагаемого условия.

Примечательно, что присутствие поваренной соли в воздухе, доказанное Дэви, тем не менее продолжало оставаться камнем преткновения в науке спектрального анализа и, вероятно, помешало таким людям, как Брюстер, Гершель и Тальбот, предвосхитить на тридцать лет открытия Бунзена и Кирхгофа. Как я отмечал, полезность спектра была известна в середине прошлого века Томасу Мелвиллу, талантливому шотландскому физику, который умер в раннем возрасте 27 лет. Но Мелвилл был поражен при своем исследовании цветных пламен необычайным преобладанием однородного желтого света, что было обусловлено каким-то обстоятельством, ускользнувшим от его внимания. Волластон и Фраунгофер были одинаково поражены заметностью желтой линии в спектре почти каждого вида света. Тальбот прямо рекомендовал использование призмы для обнаружения присутствия веществ с помощью того, что мы теперь называем спектральным анализом, но он обнаружил, что все вещества, как бы ни отличался свет, который они давали в других отношениях, были идентичны в отношении производства желтого света. Тальбот знал, что соли соды дают этот цветной свет, но, несмотря на предыдущие трудности Дэви с солью при электролизе, ему не пришло в голову утверждать, что там, где есть свет, там должен быть натрий. Он предположил, что вода является наиболее вероятным источником желтого света из-за ее частого присутствия; но даже вещества, которые были, по-видимому, лишены воды, давали тот же желтый свет. Брюстер и Гершель оба экспериментировали с пламенем почти в то же время, что и Тальбот, и Гершель недвусмысленно провозгласил принцип спектрального анализа. Тем не менее Брюстер, после многочисленных экспериментов, сопровождавшихся большими трудностями и разочарованиями, обнаружил, что желтый свет может быть получен при сгорании почти любого вещества. Только в 1856 году Суон обнаружил, что почти бесконечно малого количества хлорида натрия, скажем, миллионной доли грана, достаточно, чтобы окрасить пламя в ярко-желтый цвет. Всеобщая диффузия солей натрия, соединенная с этой уникальной светопроизводящей силой, была, таким образом, показана как непредполагаемое условие, которое разрушило уверенность всех предыдущих экспериментаторов в использовании призмы.

В науке о лучистом тепле ранние исследователи пришли к выводу, что излучение исходит только от поверхности твердого тела или с очень малой глубины под ней. Но они случайно экспериментировали на поверхностях, покрытых слоями лака, который является высоко атермичным или непрозрачным для тепла. Если бы они должным образом варьировали характер поверхности, используя высоко диатермичное вещество, такое как каменная соль, они получили бы совсем другие результаты.

Одним из самых необычайных примеров ошибочного мнения из-за игнорирования мешающих агентов является мнение относительно увеличения количества осадков вблизи поверхности Земли. Более века назад было замечено, что дождемеры, помещенные на церковных шпилях, крышах домов и других возвышенных местах, давали значительно меньше дождя, чем если бы они находились на земле, и недавно было показано, что изменение наиболее быстро в непосредственной близости от земли. Были выдвинуты все виды теорий для объяснения этого явления; но я показал, что это просто связано с вмешательством ветра, который отклоняет больше или меньше дождя от всех дождемеров, которые подвергаются его воздействию.

Большая магнитная сила железа делает его источником возмущения в магнитных экспериментах. Поэтому при строительстве магнитной обсерватории необходимо проявлять большую осторожность, чтобы при строительстве не использовалось железо и чтобы поблизости не было масс железа. В некоторых случаях магнитные наблюдения были серьезно нарушены существованием масс железной руды поблизости. В экспериментах Фарадея со слабомагнитными или диамагнитными веществами он принимал величайшие меры предосторожности против присутствия возмущающих веществ в медной проволоке, воске, бумаге и других предметах, используемых при подвешивании исследуемых объектов. У него было обыкновение проверять эффект магнита на аппарат в отсутствие объекта эксперимента, и без этого предварительного испытания результатам нельзя было доверять. Тиндаль также использовал тот же способ для проверки отсутствия железа в электромагнитных катушках и таким образом смог получить их лишенными какой-либо причины возмущения. Стоит отметить, что в самом младенчестве науки о магнетизме проницательный экспериментатор Гильберт правильно объяснил бытовавшее в его дни мнение о том, что магниты притягивают серебро, указав, что серебро содержит железо.

Даже если мы не знаем из предыдущего опыта о вероятном присутствии особого возмущающего фактора, нам не следует предполагать отсутствие непредвиденного вмешательства. Если эксперимент имеет действительно большое значение, так что на нем основывается значительная отрасль науки, мы должны повторять его снова и снова в максимально разнообразных условиях. Мы должны намеренно воздействовать на прибор различными способами, чтобы, если возможно, случайно обнаружить любое слабое место. Особенно когда наши результаты более регулярны, чем мы имели основания ожидать, нам следует заподозрить некоторую особенность в приборе, которая заставляет его измерять какое-то другое явление, а не то, которое рассматривается, точно так же, как маятник Фуко почти всегда указывает на движение осей собственного эллиптического пути, а не на вращение земного шара.

Именно в этом осторожном духе действовал Бейли в своих экспериментах по определению плотности Земли. Точность его результатов зависела от устранения всех возмущающих влияний, чтобы колебания его крутильных весов измеряли только силу тяжести. Поэтому он варьировал прибор многими способами, меняя маленькие шары, подверженные притяжению, меняя соединительный стержень и средства подвеса. Он наблюдал влияние таких возмущений, как присутствие посетителей, возникновение сильных бурь и т. д., и, поскольку в результатах не было произведено никаких реальных изменений, он уверенно приписал их силе тяжести.

Ньютон, вероятно, открыл бы способ создания ахроматических линз, если бы не непредвиденный эффект некоторого количества свинцового сахара, который, как предполагается, он растворил в воде призмы. Он пытался с помощью стеклянной призмы в сочетании с водяной призмой получить дисперсию света без преломления, и если бы ему это удалось, существовал бы очевидный способ получения преломления без дисперсии. Его неудача объясняется тем, что он добавил ацетат свинца в воду с целью увеличения ее преломляющей способности, причем свинец обладает высокой дисперсионной способностью, что и расстроило его замысел. Судя по замечаниям Ньютона в «Философских трудах», кажется, что он не без многих неудачных попыток отчаялся в создании ахроматических стекол.

Академики Чименто в своих ранних и остроумных экспериментах с вакуумом часто вводились в заблуждение механическим несовершенством своих приборов. Они пришли к выводу, что воздух не имеет никакого отношения к возникновению звуков, очевидно, потому, что их вакуум был недостаточно совершенным. Отто фон Герике впал в подобную ошибку при использовании своего недавно сконструированного воздушного насоса, несомненно, из-за непредвиденного присутствия воздуха, достаточно плотного, чтобы передавать звук колокольчика.

Едва ли нужно указывать на то, что учение о самопроизвольном зарождении обязано своим существованием непредвиденному присутствию микробов даже после самых тщательных попыток их исключить, а в случае многих болезней, как животных, так и растений, микробы, которые мы пока не имеем средств обнаружить, несомненно, являются активной причиной. Кроме того, долгое время предметом спора было то, растут ли растения, появляющиеся на недавно вспаханной земле, из семян, давно погребенных в этой земле, или из семян, принесенных ветром. Аргументация ненаучна, когда можно применить прямую проверку; ибо, вскопав немного старой земли и накрыв часть ее стеклянным колпаком, можно полностью предотвратить перенос семян ветром, и если одни и те же растения появятся внутри и снаружи колпака, станет ясно, что семена находятся в земле. По грубой оплошности некоторые экспериментаторы до недавнего времени полагали, что урожай ржи вырос там, где был посеян овес.

Слепые или контрольные эксперименты.

Каждый убедительный эксперимент обязательно состоит в сравнении результатов двух различных сочетаний обстоятельств. Чтобы дать достаточную вероятность того, что A является причиной X, мы должны поддерживать неизменными все окружающие объекты и условия, и мы должны затем показать, что там, где есть A, есть X, а где нет A, нет X. Это невозможно осуществить в одном испытании. Если, например, химик помещает определенное подозрительное вещество в аппарат Марша для испытаний и обнаруживает, что оно дает небольшой осадок металлического мышьяка, он не может быть уверен, что мышьяк действительно происходит из подозрительного вещества; причиной его появления могла быть нечистота цинка или серной кислоты. Поэтому химики практикуют то, что они называют слепым экспериментом, то есть проверяют, появляется ли мышьяк в отсутствие подозрительного вещества. Такую же предосторожность следует соблюдать во всех важных аналитических операциях. Действительно, это не просто предосторожность, это существенная часть любого эксперимента. Если слепое испытание не проведено, химик просто предполагает, что он знает, что произойдет. Всякий раз, когда мы утверждаем, что, поскольку A и X найдены вместе, A является причиной X, мы предполагаем, что если бы A отсутствовало, X отсутствовало бы. Но везде, где это возможно, мы не должны принимать это как простое предположение или даже как вопрос вывода. Опыт в конечном счете является основой всех наших выводов, но если мы можем применить непосредственный опыт к рассматриваемому вопросу, мы не должны доверять ничему более отдаленному и подверженному ошибкам. Когда Фарадей исследовал магнитные свойства несущего аппарата в отсутствие вещества, подлежащего экспериментированию, он фактически провел слепой эксперимент (стр. 431).

Мы должны также проверять точность метода эксперимента всякий раз, когда можем, вводя известные количества вещества или силы, подлежащих обнаружению. Новый аналитический процесс для количественной оценки элемента должен быть проверен путем выполнения его на смеси, составленной так, чтобы содержать известное количество этого элемента. Точность процесса пробирного анализа золота в значительной степени зависит от предосторожности анализа сплавов золота точно известного состава. Работы Габриэля Платтеса свидетельствуют о большом научном духе, и, обсуждая предполагаемые достоинства лозы для обнаружения подземных сокровищ, он разумно предлагает испытать лозу в местах, где, как известно, существуют жилы металла.

Отрицательные результаты эксперимента.

Когда мы уделяем должное внимание несовершенству всех измерительных приборов и возможной незначительности эффектов, мы увидим много причин для осторожной интерпретации отрицательных результатов экспериментов. Мы можем не обнаружить существование ожидаемого эффекта не потому, что этот эффект действительно отсутствует, а потому, что он имеет величину, недоступную для наших чувств, или смешан с другими эффектами гораздо большей величины. Поскольку априорно нет предела малости явления, мы никогда не сможем одним экспериментом доказать несуществование предполагаемого эффекта. Мы всегда вправе предположить, что определенная величина эффекта могла быть обнаружена при большей точности измерений. Мы не можем с уверенностью утверждать, что Луна вообще не имеет атмосферы. Мы, несомненно, можем показать, что атмосфера, если она присутствует, менее плотная, чем воздух в так называемом вакууме воздушного насоса, как это сделал Дю Сежур. Столь же невозможно доказать, что гравитация не занимает времени при передаче. Лаплас действительно установил, что скорость распространения влияния была по крайней мере в пятьдесят миллионов раз больше скорости света; но из этого не следует, что она мгновенна; и если бы существовали какие-либо средства обнаружения действия одной звезды на другую, чрезвычайно удаленную звезду, мы могли бы, возможно, обнаружить заметный интервал, затрачиваемый на передачу гравитационного импульса. Ньютон не мог продемонстрировать отсутствие всякого сопротивления материи, движущейся через пустое пространство; но он установил с помощью эксперимента с маятником (стр. 443), что если такое сопротивление и существовало, то по величине оно составляло менее одной пятитысячной части внешнего сопротивления воздуха.

Любопытный пример ложного отрицательного вывода дают эксперименты со светом. Эйлер отверг корпускулярную теорию на том основании, что частицы материи, движущиеся с огромной скоростью света, должны обладать импульсом, доказательств чего не было. Беннет пытался обнаружить импульс света, концентрируя солнечные лучи на тонко сбалансированном теле. Не наблюдая результата, было сочтено доказанным, что свет не имеет импульса. Г-н Крукс, однако, подвесив тонкие лопасти, зачерненные с одной стороны, в почти вакуумированном шаре, обнаружил, что они движутся под влиянием света. Сейчас признано, что этот эффект можно объяснить в соответствии с волновой теорией света и молекулярной теорией газов. Сводится это к тому, что Беннет не смог обнаружить эффект, который он мог бы обнаружить с помощью лучшего метода экспериментирования; но если бы он его обнаружил, явление подтвердило бы не корпускулярную теорию света, как ожидалось, а конкурирующую волновую теорию. Вывод, сделанный из эксперимента Беннета, был ложным, но тем не менее он был истинным по существу.

Многие случаи в истории науки свидетельствуют о том, что явления, которые одно поколение не смогло обнаружить, могут стать точно известными последующему поколению. Сжимаемость воды, которую академики Флоренции не смогли обнаружить, потому что при низком давлении эффект был слишком мал, чтобы его заметить, а при высоком давлении вода просачивалась через их серебряный сосуд, теперь стала предметом точного измерения и вычисления. Независимо от Ньютона, Гук придерживался весьма примечательных представлений о природе гравитации. В этом и других предметах он действительно проявил гений экспериментального исследования, который поставил бы его в первый ряд в любую другую эпоху, кроме эпохи Ньютона. Он правильно полагал, что сила тяжести будет уменьшаться по мере удаления от центра Земли, и смело пытался доказать это экспериментально. Точно уравновесив два груза на чашах весов, или, вернее, один груз против другого груза и длинного куска тонкого шнура, он перенес свои весы на вершину купола собора Святого Павла и попытался проверить, останутся ли весы в равновесии после того, как одному грузу позволили опуститься на глубину 240 футов. Никакой разницы не удалось заметить, когда грузы находились на одном и том же и на разных уровнях, но Гук справедливо полагал, что неудача возникла из-за недостаточной высоты. Он говорит: «И все же я склонен думать, что некоторая разница могла бы быть обнаружена на больших высотах». Радиус Земли составляет около 20 922 000 футов, и теперь мы можем легко вычислить из закона гравитации, что высота 240 футов не создала бы разницы, превышающей одну часть на 40 000 веса. Такая разница, несомненно, была бы незаметна на весах того времени, хотя ее легко можно было бы обнаружить с помощью весов, часто конструируемых в наши дни. Опять же, взаимная гравитация тел на поверхности Земли настолько мала, что Ньютон, по-видимому, не делал попыток продемонстрировать ее существование экспериментально, лишь заметив, что она слишком мала, чтобы попасть в поле наблюдения наших чувств. С тех пор она была успешно обнаружена и измерена Кавендишем, Бейли и другими.

Малость величин, которые мы иногда можем наблюдать, поразительна. Весы взвешивают до одной миллионной части нагрузки. Витворт может измерять до миллионной доли дюйма. Повышение температуры на 8800-ю часть градуса Цельсия было обнаружено д-ром Джоулем. Спектроскоп выявил присутствие 10 000 000-й части грамма. Говорят, что глаз может наблюдать цвет, создаваемый в капле воды 50 000 000-й частью грамма фуксина и примерно таким же количеством цианина. С помощью обоняния мы можем, вероятно, чувствовать еще меньшие количества пахучего вещества. Мы должны, тем не менее, помнить, что количественные эффекты гораздо меньшей величины, чем эти, должны существовать, и мы должны излагать наши отрицательные результаты с соответствующей осторожностью. Мы можем опровергнуть существование количественного явления, только показав дедуктивно из законов природы, что, если бы оно присутствовало, оно составило бы ощутимую величину. Как и в случае других отрицательных аргументов (стр. 414), мы должны продемонстрировать, что эффект должен был бы проявиться там, где он экспериментально не обнаруживается.

Пределы эксперимента.

Очевидно, что существует много природных процессов, которые мы совершенно не способны имитировать в наших экспериментах. Наша цель — изучить условия, при которых производится определенный эффект; но одно из этих условий может потребовать большого промежутка времени. Известны случаи экспериментов, длящихся пять или десять лет и даже большую часть жизни; но такие промежутки времени — почти ничто по сравнению со временем, в течение которого природа могла работать. Содержимое минеральной жилы в Корнуолле могло подвергаться постепенному изменению в течение ста миллионов лет. Все метаморфические породы, несомненно, подвергались воздействию высокой температуры и огромного давления в течение невообразимых периодов времени, так что химическая геология в целом выходит за рамки эксперимента.

Против теории Дарвина были выдвинуты аргументы, основанные на отсутствии какого-либо ясного примера возникновения нового вида. Говорят, что в течение исторического интервала, возможно, в четыре тысячи лет ни одно животное не было настолько одомашнено, чтобы стать другим видом. С таким же успехом можно было бы утверждать, что никаких геологических изменений не происходит, потому что ни одна новая гора не поднялась в Великобритании на памяти человечества. Наш фактический опыт геологических изменений подобен точке в бесконечной прогрессии времени. Когда мы знаем, что дождевая вода, падающая на известняк, уносит мельчайшую часть породы в растворе, мы не колеблясь умножаем это количество на миллионы и делаем вывод, что с течением времени гора может быть растворена. Мы имеем фактический опыт подъема суши в некоторых частях земного шара и ее опускания в других на несколько футов. Колеблемся ли мы сделать вывод о том, что может быть сделано таким образом в течение геологических эпох? Как давно заметил Габриэль Платтес: «Море никогда не отдыхает, но постоянно отвоевывает землю в одном месте и теряет в другом, что показывает, что может быть сделано за долгое время непрерывной операцией, не подлежащей прекращению или перерыву». Действие физических обстоятельств на формы и характеры животных путем естественного отбора подлежит точно таким же замечаниям. Что касается животных, живущих в естественном состоянии, то изменение обстоятельств, которое можно установить, настолько незначительно, что мы не могли бы ожидать увидеть в этих животных вообще никаких изменений. Природа не проводила для нас никаких экспериментов в исторические времена. Человек, однако, приручая и одомашнивая собак, лошадей, волов, голубей и т. д., внес значительные изменения в их обстоятельства, и мы находим значительные изменения также в их формах и характерах. Предполагая, что состояние одомашнивания будет продолжаться без изменений, эти новые формы оставались бы постоянными, насколько нам известно, и в этом смысле они постоянны. Таким образом, аргументы против теории Дарвина, основанные на ненаблюдении естественных изменений в исторический период, являются слабейшими, будучи чисто отрицательными.

ГЛАВА XX. МЕТОД ВАРИАЦИЙ.

Эксперименты могут быть двух видов: эксперименты простого факта и эксперименты количества. В первом классе экспериментов мы объединяем определенные условия и хотим установить, существует или нет определенный эффект какой-либо величины. Гук хотел установить, есть ли какая-либо разница в силе тяжести на вершине и у основания собора Святого Павла. Химик постоянно проводит анализы с целью установления того, существует ли данный элемент в конкретном минерале или смеси; все такие эксперименты и анализы являются скорее качественными, чем количественными, потому что, хотя результат может быть больше или меньше, конкретная величина результата не является объектом исследования.

Как только, однако, становится известно, что результат можно обнаружить, ученый должен перейти к количественному исследованию: насколько велик результат, следующий из определенного количества условий, которые, как предполагается, составляют причину? Количество возможных экспериментов теперь бесконечно велико, ибо каждое изменение количественного условия обычно вызывает изменение величины эффекта. Метод вариации, который таким образом возникает, не является узким или специальным методом, но это общее применение эксперимента к явлениям, способным к непрерывной вариации. Как хорошо заметил г-н Фаулер, наблюдение вариаций — это действительно интеграция предполагаемого бесконечного числа применений так называемого метода различия, то есть эксперимента в его совершенной форме.

В индукции мы стремимся установить общий закон, и если мы имеем дело с величинами, этот закон должен быть выражен более или менее очевидно в форме уравнения или уравнений. Мы рассматриваем, как и прежде, условия и то, что происходит при этих условиях. Но условия теперь будут варьироваться не по качеству, а по количеству, и эффект также будет варьироваться по количеству, так что результатом количественной индукции всегда является получение некоторого математического выражения, включающего количество каждого условия и выражающего количество результата. Другими словами, мы хотим знать, какой функцией своих условий является эффект. Мы обнаружим, что одно дело — получить численные результаты, и совсем другое — обнаружить закон, которому подчиняются эти результаты, причем последнее является операцией обратного и пробного характера.

Переменная и вариант.

Почти каждая серия количественных экспериментов направлена на получение отношения между различными значениями одной величины, которая варьируется по желанию, и другой величины, которая заставляется тем самым варьироваться. Мы можем удобно различать их соответственно как переменную и вариант. Когда мы исследуем эффект тепла при расширении тел, тепло, или одно из его измерений, температура, является переменной, длина — вариантом. Если мы сжимаем тело, чтобы наблюдать, насколько оно при этом нагревается, давление, или, возможно, размеры тела, образует переменную, тепло — вариант. В термоэлектрическом столбе мы делаем тепло переменной и измеряем электричество как вариант. Та из двух измеренных величин, которая является предшествующим условием другой, будет переменной.

Всегда удобно иметь переменную полностью под нашим контролем. Эксперименты, конечно, могут быть проведены с точностью, при условии, что мы можем точно измерить переменную в момент, когда определяется величина эффекта. Но если мы должны полагаться на действие какой-то капризной силы, могут возникнуть большие трудности в проведении точных измерений, и эти результаты могут быть не распределены по всему диапазону величин удобным образом. Поэтому одной из главных целей экспериментатора является получение регулярного и управляемого источника силы, которую он исследует. Определить правильно эффективность ветряных мельниц, когда естественные ветры постоянно менялись по силе, было бы чрезвычайно трудно. Смитон, поэтому, в своих экспериментах по этому предмету создал равномерный ветер требуемой силы, перемещая свои модели против воздуха на конце вращающегося рычага. Скорость ветра могла быть таким образом сделана больше или меньше, она могла поддерживаться равномерной в течение любого времени, и ее величина могла быть точно установлена. При определении законов химического действия света было бы немыслимо использовать солнечные лучи, которые варьируются по интенсивности в зависимости от чистоты атмосферы и от каждого проходящего облака. Одна большая трудность в фотометрии и исследовании химического действия света состоит в получении равномерного и управляемого источника световых лучей.

Метод измерения скорости света Физо позволил ему оценить время, затрачиваемое светом на прохождение расстояния в восемь или девять тысяч метров. Но вращающееся зеркало Уитстона впоследствии позволило Фуко и Физо измерить скорость в пространстве четырех метров. В этом последнем методе было преимущество, что различные среды могли быть заменены воздухом, а температура, плотность и другие условия эксперимента могли быть точно управляемы и измерены.

Измерение переменной.

Мало пользы в получении точных измерений эффекта, если мы не можем также точно измерить его условия.

Абсурдно измерять электрическое сопротивление куска металла, его упругость, прочность, плотность или другие физические качества, если они варьируются не только с минутными примесями металла, но и с его физическим состоянием. Если один и тот же стержень меняет свои свойства при нагревании и охлаждении, и мы не можем точно определить состояние, в котором он находится в любой момент, наша забота об измерении будет потрачена впустую, потому что это не может привести ни к какому закону. Мало пользы очень точно определять электрическую проводимость углерода, который в виде графита или газового углерода проводит как металл, в виде алмаза является почти непроводником, а в нескольких других формах обладает переменными и промежуточными способностями проводимости. Это будет полезно только для непосредственных практических применений. Прежде чем измерять их, мы должны иметь что-то для измерения, условия которого способны к точному определению и к которому в будущем мы можем вернуться. Аналогично, точность нашего измерения не должна намного превосходить точность, с которой мы можем определить условия обрабатываемого объекта.

Скорость электричества при прохождении через проводник в основном зависит от индуктивной способности окружающих веществ, и, за исключением технических или специальных целей, мало пользы в измерении скоростей, которые в некоторых случаях в сто раз больше, чем в других случаях. Но максимальная скорость электрической проводимости, вероятно, является постоянной величиной большого научного значения, и согласно определению проф. Клерка Максвелла в 1868 году составляет 174 800 миль в секунду, или немногим меньше скорости света. Истинная точка кипения воды — это точка, от которой зависит практическая термометрия, и крайне важно определить эту точку в отношении абсолютной термометрической шкалы. Но когда вода, свободная от воздуха и примесей, нагревается, по-видимому, нет определенного предела температуре, которой она может достичь, причем фактически наблюдалась температура 180° по Цельсию. Такие температуры, следовательно, не требуют точного измерения. Все метеорологические измерения, зависящие от случайного состояния неба, имеют гораздо меньшее значение, чем физические измерения, в которых такие случайные условия не вмешиваются. Многие глубокие исследования зависят от нашего знания о лучистой энергии, постоянно изливаемой на Землю Солнцем; но это должно измеряться, когда небо совершенно чистое, а поглощение атмосферы минимально. Малейшее вмешательство облака уничтожает ценность такого измерения, за исключением метеорологических целей, которые имеют гораздо меньшую общность и важность. Редко бывает полезно, опять же, измерять высоту покрытой снегом горы с точностью до фута, когда одна только толщина снега может вызвать ее изменение на 25 футов или более, когда, короче говоря, сама высота неопределенна в такой степени.

Поддержание сходных условий.

Нашей конечной целью в индукции должно быть получение полного отношения между условиями и эффектом, но это отношение, как правило, будет настолько сложным, что мы можем атаковать его только по частям. Мы должны, насколько это возможно, ограничить вариацию одним условием за раз и установить отдельное отношение между каждым условием и эффектом. Это, во всяком случае, первый шаг к приближению к полному закону, и последующим вопросом будет то, насколько одновременная вариация нескольких условий модифицирует их отдельные действия. Во многих экспериментах, действительно, только одно условие мы хотим изучить, а остальные — это мешающие силы, которых мы избегали бы, если бы могли. Одним из условий движения маятника является сопротивление воздуха или другой среды, в которой он качается; но когда Ньютон желал доказать равную гравитацию всех веществ, он не интересовался воздухом. Его целью было наблюдать только одну силу, и так обстоит дело во многих других экспериментах. Соответственно, одна из самых важных предосторожностей в исследовании состоит в поддержании всех условий постоянными, за исключением того, которое подлежит изучению. Как выразился этот замечательный экспериментальный философ Гильберт: «Всегда есть потребность в сходной подготовке, в сходной фигуре и в равной величине, ибо в несходных и неравных обстоятельствах эксперимент сомнителен».

В решающем эксперименте Ньютона были обеспечены сходные условия с простотой, которая характеризует высочайшее искусство. Маятники, колебания которых сравнивались, состояли из равных деревянных ящиков, висящих на равных нитях и наполненных различными веществами, так что общие веса должны были быть равны, а центры колебаний — на одинаковом расстоянии от точек подвеса. Следовательно, сопротивление воздуха стало приблизительно делом безразличия; ибо внешний размер и форма маятников были одинаковыми, абсолютная сила сопротивления была бы одинаковой, пока маятники вибрировали с равной скоростью; а веса были равны, сопротивление уменьшало бы скорость одинаково. Следовательно, если бы какая-либо неравномерность наблюдалась в вибрациях двух маятников, она должна была бы возникнуть из единственного обстоятельства, которое было различным, а именно химической природы материи внутри ящиков. Поскольку никакой неравномерности не наблюдалось, химическая природа веществ не может иметь никакого ощутимого влияния на силу гравитации.

Прекрасный эксперимент был разработан д-ром Джоулем с целью показать, что получение или потеря тепла газом связаны не с простым изменением его объема и плотности, а с энергией, полученной или отданной газом. Два прочных сосуда, соединенных трубкой и краном, были помещены в воду после того, как воздух был откачан из одного сосуда и сжат в другом до двадцати атмосфер. Весь аппарат был доведен до равномерной температуры путем перемешивания воды, и после того, как температура была точно измерена, кран был открыт, так что воздух сразу расширился и заполнил два сосуда равномерно. Температура воды, будучи снова отмеченной, оказалась почти неизменной. Эксперимент был затем повторен точно таким же образом, за исключением того, что прочные сосуды были помещены в отдельные порции воды. Теперь холод был произведен в сосуде, из которого вырвался воздух, и почти точно такое же количество тепла появилось в том, в который он был направлен. Таким образом, д-р Джоуль ясно доказал, что разрежение производит столько же тепла, сколько холода, и что только тогда, когда происходит исчезновение механической энергии, будет происходить производство тепла. Что мы должны заметить, однако, это не столько результат эксперимента, сколько простой способ, которым единственное изменение в аппарате, разделение порций воды, окружающих воздушные сосуды, заставляет давать показания величайшей значимости.

Коллективные эксперименты.

Существует интересный класс экспериментов, которые позволяют нам наблюдать ряд количественных результатов в одном акте. Вообще говоря, каждый эксперимент дает нам только одно число, и прежде чем мы сможем подойти к реальным процессам рассуждения, мы должны кропотливо повторять измерение за измерением, пока не сможем вычертить кривую вариации одной величины в зависимости от другой. Мы можем иногда сократить эту работу, заставляя величину варьироваться в разных частях одного и того же аппарата на любую требуемую величину. Наблюдая высоту, на которую поднимается вода под действием капиллярного притяжения стеклянного сосуда, мы можем взять серию стеклянных трубок разного диаметра и измерить высоту, на которую она поднимается в каждой. Но если мы возьмем две стеклянные пластины и поместим их вертикально в воду так, чтобы они соприкасались с одной вертикальной стороны и были слегка раздвинуты с другой стороны, интервал между пластинами варьируется по всей промежуточной ширине, и вода поднимается на соответствующую высоту, создавая на своей верхней поверхности гиперболическую кривую.

Поглощение света при прохождении через окрашенную жидкость может быть прекрасно показано путем заключения жидкости в клиновидное стекло, так что мы имеем с одного взгляда бесконечное разнообразие толщин в поле зрения. Как заметил сам Ньютон, красная жидкость, рассматриваемая таким образом, оказывается бледно-желтого цвета в самой тонкой части, и она проходит через оранжевый в красный, который постепенно становится более глубокого и темного оттенка. Эффект можно заметить в коническом бокале для вина. Призматический анализ света из такого клиновидного сосуда раскрывает причину, демонстрируя прогрессивное поглощение различных лучей спектра, как исследовал д-р Дж. Г. Гладстон.

Движущееся тело иногда может быть заставлено отмечать свой собственный курс, подобно падающей звезде, которая оставляет хвост позади себя. Так, наклонная струя воды демонстрирует самым ясным образом параболический путь снаряда. В калейдофоне Уитстона кривые, создаваемые комбинацией вибраций разных отношений, показаны путем размещения ярких отражающих кнопок на вершинах проволок различных форм. Движения выполняются так быстро, что глаз получает впечатление пути как единого целого, точно так же, как горящая палка, вращаемая вокруг, создает непрерывный круг. Законы электрической индукции прекрасно показаны, когда железные опилки попадают под влияние магнита и выстраиваются в кривые, соответствующие тому, что Фарадей называл линиями магнитной силы. Когда Фарадей пытался определить, что он имел в виду под своими линиями силы, он был вынужден сослаться на опилки. «Под магнитными кривыми», — говорит он, — «я имею в виду линии магнитных сил, которые были бы изображены железными опилками». Робисон ранее создавал подобные кривые действием фрикционного электричества, и из математического исследования форм таких кривых мы можем сделать вывод, что магнитные и электрические притяжения подчиняются общему закону эманации, закону обратных квадратов расстояния. В электрической кисти мы имеем подобную демонстрацию законов электрического притяжения.

Существует несколько отраслей науки, в которых коллективные эксперименты использовались с большой выгодой. Электрические фигуры Лихтенберга, созданные путем рассеивания наэлектризованного порошка на наэлектризованном смоляном диске, чтобы показать состояние последнего, подсказали Хладни идею обнаружения состояния вибрации пластин путем посыпания их песком. Песок собирается в точках, где движение наименьшее, и мы получаем с первого взгляда понимание волн пластины. Этому методу эксперимента мы обязаны прекрасными наблюдениями Савара. Изысканные цветные фигуры, демонстрируемые пластинами кристалла при исследовании поляризованным светом, дают более сложный пример того же рода исследования. Они привели Брюстера и Френеля к объяснению свойств оптических осей кристаллов. Неравномерная проводимость тепла в кристаллических веществах также была показана подобным образом путем нанесения тонкого слоя воска на пластину кристалла и приложения тепла к одной точке. Воск затем плавится в круговой или эллиптической области в зависимости от того, равномерна скорость проводимости или нет. Не следует также забывать, что кольца Ньютона были ранним и важнейшим примером исследований того же рода, показывающим эффекты интерференции световых волн всех величин в одном поле зрения. Гершель дал всем таким возможностям наблюдать непосредственно результаты общего закона название Коллективных Примеров, и я предлагаю принять название Коллективные Эксперименты.

Такие эксперименты во многих предметах дадут только первый намек на природу рассматриваемого закона, но не допустят никаких точных измерений. Параболическая форма струи воды вполне могла подсказать Галилею его взгляды относительно пути снаряда; но она не послужила бы сейчас для точного исследования законов гравитации. Маловероятно, что капиллярное притяжение могло быть точно измерено с помощью наклонных стеклянных пластин, и трубки, вероятно, были бы лучше для точного исследования. Как общее правило, эти коллективные эксперименты были бы наиболее полезны для популярной иллюстрации. Но когда кривые имеют точный и постоянный характер, как в цветных фигурах, создаваемых кристаллическими пластинами, они могут допускать точное измерение. Кольца Ньютона и дифракционные полосы допускают очень точные измерения.

К коллективным экспериментам мы можем, пожалуй, отнести те, в которых мы делаем видимыми движения газа или жидкости путем диффузии в них некоторого непрозрачного вещества. Поведение массы воздуха часто можно изучать красивым способом с помощью дыма, как при создании дымовых колец и струй. В случае жидкостей иногда используется порошок плауна. Чтобы обнаружить смешение токов или слоев жидкости, я использовал очень разбавленные растворы поваренной соли и нитрата серебра, которые создают видимое облако везде, где они приходят в контакт. Атмосферные облака часто открывают нам движения больших объемов воздуха, которые в противном случае были бы совершенно незаметны.

Периодические вариации.

Большой класс исследований связан с Периодическими Вариациями. Мы можем определить периодическое явление как такое, которое при равномерном изменении переменной возвращается раз за разом к одному и тому же значению. Если мы ударим по маятнику, он вскоре вернется в точку, из которой мы его вывели, и пока время, переменная, прогрессирует равномерно, он продолжает совершать экскурсии и возвращаться, пока не остановится из-за диссипации своей энергии. Если одно тело в пространстве приближается под действием гравитации к другому, они будут вращаться вокруг друг друга по эллиптическим орбитам и возвращаться неопределенное количество раз к одним и тем же относительным положениям. С другой стороны, одиночное тело, брошенное в пустое пространство, свободное от действия какой-либо внешней силы, продолжало бы двигаться вечно по прямой линии, согласно первому закону движения. В последнем случае вариация называется вековой, потому что она протекает в течение веков подобным образом и не страдает от περίοδος или хождения по кругу. Можно сомневаться, существует ли действительно в природе какое-либо движение, которое не является периодическим. Г-н Герберт Спенсер давно принял доктрину, что всякое движение в конечном счете ритмично, и в пользу его взгляда можно привести массу доказательств.

Так называемое вековое ускорение движения Луны, безусловно, периодично, и поскольку, насколько мы можем судить, ни одно тело не находится вне пределов притягательной силы других тел, прямолинейное движение становится чисто гипотетическим или, по крайней мере, бесконечно невероятным. Все движения всех звезд должны стремиться стать периодическими. Хотя некоторые возмущения в планетной системе кажутся равномерно прогрессирующими, считается, что Лаплас доказал, что они действительно имеют свои пределы, так что спустя огромное время все планетные тела могли бы вернуться в те же места, и устойчивость системы была бы установлена. Такая теория периодической устойчивости действительно гипотетична и не принимает во внимание явления, приводящие к диссипации энергии, что может быть действительно вековым процессом. Для наших текущих целей нам не нужно пытаться сформировать мнение по таким вопросам. Любое изменение, которое не представляет собой видимости периодического характера, будет эмпирически рассматриваться как вековое изменение, так что будет много непериодических вариаций.