Проблема научного опыта: эмпиризм и экспериментализм

Эмпирическое исследование появилось задолго до возникно­вения науки. Эмпиризм как методология восходит к Аристотелю, который, как и Демокрит, признавал значение опытного позна­ния, сводящегося к наблюдению окружающей природы. До Арис­тотеля господствовал платоновский идеал постижения «чистых» идеальных сущностей, а единственным предметом, заслуживаю­щим теоретического интереса, выступала некая вечная первоос­нова, которая определяла все совершающееся в мире. Изучение этой «первоосновы» служило средством для решения нравствен­но-мировоззренческих проблем. Применительно к изучению при­роды этот познавательный идеал мог реализоваться в полной мере только для изучения божественной сферы небесных движений.

Аристотель же исходил из того, что все единичные, меняющиеся и преходящие вещи достойны познавательного интереса сами по себе, а не ради решения каких-то морально-нравственных проблем. Будучи своеобразным методологом эмпирико-описательного стиля научного мышления, Аристотель не случайно был первым антич­ным ученым, создавшим науку о природе - физику и выделившим в ней центральную проблему - движение. Признание того факта, что природе присуще движение, изменение, привело Аристотеля к убеждению о невозможности строить физику на базе математики, так как математика изучает «статические связи и отношения». Для Аристотеля фундаментом истинного знания о реальном мире явля­ется «восприятие — а не умозрительные математические построе­ния; опыт - а не априорные геометрические рассуждения». Арис­тотелевская наука «основывалась на чувственном восприятии и была действительно эмпирической, она гораздо лучше согласовывалась с общепризнанным жизненным опытом, чем Галилеева или Декар­това наука», — писал А. Койре. Говоря о том, что Аристотель изучал природу, следует учитывать, что у античных греков не было анало­гичного нашему понятия «природа»: они пользовались понятиями «фюзис», «Космос», которые выражали наличие особой качествен­но отличительной специфики каждой вещи и каждой сущности, воплощенной в вещах. Познание «фюзиса» было ориентировано на постижение качества вещи, ее специфического назначения, цели и функции. Знанию о «фюзисе» противопоставлялось знание об ис­кусственных вещах (тэхне), которое не воспринималось как позна­ние природы. Опыты Архимеда и его механика относили к тэхне. Методология эмпиризма - это методология созерцания, т.е. невме­шательства в естественный ход вещей, признания неприкосновен­ности естества, а потому опытное постижение, проводимое в рам­ках такой методологии, нельзя отождествлять с экспериментальным. Не исключала возможности использования опыта и наблюде­ния и средневековая, особенно позднесхоластическая натурфило­софия, несмотря на доминирующую установку, согласно которой ответы на все человеческие вопросы уже содержатся в текстах Свя­щенного Писания и Предания и могут быть получены путем логи­ческого и филологического, рационального и нерационального

проникновения в их смыслы. Опытное исследование «оправдыва­лось» так: Бог сотворил природу, и человек, обращаясь к опытно­му ее исследованию, постигает одновременно и Бога. Многие сред­невековые ученые, например Р. Бэкон и Гроссетест, занимались опытным познанием, отвергая ссылки на авторитет Священного Писания. Поэтому есть основание говорить о «схоластическом эмпиризме». Но, как считает известный отечественный исследо­ватель А.В. Ахутин, отсюда нельзя делать вывод, что средневеко­вые ученые (Р. Бэкон, Гроссетест и др.) заложили фундамент «экс­периментальной науки» в современном смысле этого слова. Они мыслили в контексте христианского мировоззрения, утверждая необходимость и даже преимущество опытного постижения «бо­жественных истин» через наблюдение порядка творения. Никто из них не покушался на иерархию «средневековых наук с теологи­ей и метафизикой во главе». Эмпирия (натуралистический опыт) выступала для средневековых ученых как «служанка» священного знания, как подготовительный этап перехода к мистическому опы­ту непосредственного постижения божественных истин внутрен­ним созерцанием, озарением.

Социокультурные предпосылки возникновения экспериментального метода и его соединение с математическим описанием природы: Г. Галилей, Ф. Бэкон.

Методология экспериментализма, в отличие от методологии эмпиризма, признает возможность и правомерность вмешательства человека в естественный ход событий с целью вычленения в нем разумного «идеального объекта». Разум осознал, что он может и должен заставлять природу отвечать на вопросы, которые он ста­вит сам по собственному плану. Среднековье не может считаться «родиной» эксперимента, ибо от опыта и наблюдения ожидали, что бы они «навели» на мысль, подсказали проблему и пути ее решения. Эксперимент, на котором воздвигнуто здание есте­ственной науки Нового времени, подразумевает «лабораторные» условия, позволяющие изолировать и контролировать исследуе­мую систему. В ходе эксперимента ученый управляет физичес­кой реальностью, вынуждает ее действовать по теоретическому «сценарию», т. е. отвечать на вопрошания разума. В. Гейзенберг

считал, что эксперимент есть способ постановки «конкретных воп­росов природе, ответы на которые должны дать информацию о за­кономерностях».

Возникновение эксперимента (лат. experimentum — опыт, проба) связывают с именем Галилея. В античности под опытом понимали жизненный опыт чувственного восприятия, а в средние века — конструкцию из эмпирических данностей, создаваемую в кон­тексте истин откровения. Для Галилея «опыт» — это конструи­рование некоего явления из эмпирических данностей на основе определенной теоретической предпосылки, сформулированной самим ученым. Галилей заставил чувственность послушно следо­вать за разумом исследователя. Теперь процедура познания не сво­дилась ни к чистому умозрительно-созерцательному теоретизиро­ванию, ни к эмпирическому наблюдению, оторванному от всяких теоретических предпосылок. Галилей воспроизвел формальную структуру построения теории, изобретенной Евклидом: вначале создавал первичные идеальные объекты (сила, материальная точ­ка и т.д.), а затем использовал их для построения «вторичных» иде­альных объектов, в качестве которых выступали модели явлений природы. Решая доставшуюся от Аристотеля задачу описания па­дения камня, Галилей начал не с эмпирического наблюдения, а с теоретической гипотезы, согласно которой природа «стремится применить во всяких своих приспособлениях самые простые и легкие средства». «Когда я замечаю, — писал он, — что камень, падающий со значительной высоты, приобретает все новое и но­вое приращение скорости, не должен ли я думать, что подобное при­ращение происходит в самой простой и ясной для всякого форме?... Нет приращения более простого, чем происходящее всегда равно­мерно». Теоретическое предположение (которое могло быть заим­ствовано как у эпикурейцев, так и у стоиков) о том, что прираще­ние скорости падающего тела происходит всегда равномерно, есть основание для построения мысленного физического эксперимента, в ходе которого происходит создание первичных идеальных объек­тов: тела, движения в пустоте, среды и т.д. С помощью этих пер­вичных идеальных объектов Галилей строит идеальную модель са­мого физического явления падения тел с высоты, воплощая его

затем в инженерную конструкцию: гладкие наклонные плоско­сти, шары и т.д. В этом «воплощении» и заключена специфика эксперимента: теоретическая идеальная модель и «эмпирический материал» оказываются связанными. Эксперимент объединил сущность (идеальные математические конструкты объектов) и су­ществование (реальные чувственные предметы): «если за идеаль­ным математическим объектом признается сущность, то момент существования остается за реальным чувственным предметом, и эксперимент оказывается их реальным объединением - идеаль­ной сущностью, обнаруживающейся в реальном критическом пре­образовании реального же предмета» (А.В. Ахутин).

Галилей впервые понял, что в науке можно приписать существо­вание лишь тем «сущностным» (идеальным) объектам, которые могут быть выполнены в эмпирическом опыте и выражены матема­тически. В противном случае идеализации не могут быть с полной определенностью отнесены к научным. Опытная объективация иде­ализации - это гносеологический императив экспериментальных наук. Идеальная модель одновременно является способом «пре­образования» реальных предметов (мысленный эксперимент) и способом их познания.

Эксперимент включает в себя два уровня: (1) мысленный экспери­мент, который начинается с полагания в основу определенного теоретического принципа или предположения и протекает как искусственное целенаправленное воспроизведение природных явлений и процессов в виде идеальных моделей, предполагающих видоизменение и сознательно контролируемое устранение побоч­ных, несущественных для этих явлений и процессов, компонен­тов и признаков; (2) реальный эксперимент, т.е. техническое испол­нение мысленного эксперимента. Оба эти уровня неразрывно связаны и подчинены единой цели - подтвердить тот или иной закон, то или иное теоретическое предположение. М. Хайдеггер от­мечал, что «эксперимент есть образ действий, который в своей под­готовке и проведении обоснован и руководствуется положенным в основу законом и призван выявить факты, подтверждающие за­кон или отказывающие ему в подтверждении».

Но речь идет об экспериментальном подтверждении (опровер­жении) закона в контексте определенного понимания природы, сложившегося в новоевропейской культуре как «замкнутой в себе системы движущихся, ориентированных в пространстве и времени точечных масс». Эта своеобразная «схема природы» включает сле­дующие определения: «движение означает пространственное пе­ремещение; никакое движение и направление движения не выде­ляются среди других; любое место в пространстве подобно любому другому; ни один момент времени не имеет преимущества перед прочими; всякая сила... есть лишь то, что она дает в смысле дви­жения, т.е.... в смысле величины пространственного перемеще­ния за единицу времени. Внутри этой общей схемы природы дол­жен найти себе место всякий природный процесс» (Хайдеггер), и внутри этой общей схемы природы возможен эксперимент как ме­тод научного познания, при помощи которого в предварительно тео­ретически конструируемых, а затем технологически контролируе­мых условиях получают знания о свойствах объектов, явлений, а также их связях (прежде всего, причинных).

Галилей соединил эксперимент с математическим объяснени­ем, придал физическим идеализациям математический характер. Как и пифагорейцы, он считал, что законы природы записаны на языке математики. Но для античных греков математика была един­ственной подлинной наукой, которая, как писал немецкий мате­матик Герман Вейль, изучала «теоретико-числовые свойства», слу­жащие источником магической силы чисел, тогда как для Галилея в естествознании имеет значение не магия чисел, а «их свойства в качестве величин». Эту точку зрения раньше Вейля высказал Лей­бниц, утверждая, что числа входят в объяснение природы благо­даря тому, что имеют характер величин. Впоследствии Гуссерль так­же скажет, что Галилей превратил математику в «исследовательскую технику», в самый совершенный способ познания количествен­ных, а не качественных параметров явлений и процессов.

Описывая с помощью математического уравнения ускоренное движение катившегося по наклонной плоскости шара, Галилей дал пример математического объяснения эксперимента. Он пользо­вался такими абстракциями, как длина, время, скорость, которые

можно измерить и выразить в математических символах, и ставил задачу — выразить законы природы через математические отноше­ния измеряемых переменных. Его интересовала проблема не поче­му движутся предметы, а как они движутся, его научный интерес был направлен не на нахождение целевых и формальных причин, относящихся к качественной сущности предмета, а на изучение дей­ствующих причин, дающих возможность количественного объяс­нения. Галилей заложил основы экспериментально-математическо­го естествознания.

Но мир математически описываемых свойств не мог быть жизненным миром человека. Это механический универсум, в ко­тором человек занимает случайное место, а мир при этом может функционировать и без него. Личный, осмысленный мир, мир ду­ховных ценностей, чувств и мыслей, мир, осознанный и свободный, теряет свою связь с научным миром, в котором господствует детер­минизм. Научная картина мира — это наступление на обширный мир человеческого опыта, на тот мир, в котором люди чувствуют себя уютно и с которым они имеют внутреннюю взаимосвязь. Мир науки, по словам Ф. Бэкона, - это мир, подвергающийся таким ис­тязаниям, что он непременно раскроет свои тайны и секреты; и толь­ко такой мир - мир объектов и может быть предметом технологи­ческих манипуляций.

С развитием науки процесс объективации не ограничился при­родой. Шаг за шагом этот процесс охватывал собой все новые и новые области знания: и живую природу, и общество, и, наконец, человека. Гуссерль писал, что «Галилей осуществил замещение единственно реального, опытно воспринимаемого и данного в опыте мира — мира нашей повседневной жизни миром идеальных сущностей, который обосновывается математически». Вэтом «за­мещении» и состояла суть научного познания. Г. Коген, П. Наторп, Э. Кассирер (неокантианцы) считали Галилея родоначальником не только новой науки, но и предшественником И. Канта, так как Галилей раньше Канта показал, что наука конструирует свой пред­мет, создает исследуемую реальность в виде идеальной модели, а не просто обобщает эмпирический опыт. Но и сам Кант призна­вал, что «ясность для всех естествоиспытателей возникла тогда,

когда Галилей стал скатывать с наклонной плоскости шары с им самим изобретенной тяжестью». С точки зрения Канта, именно опыты Галилея, а также Торричелли и Шталя способствовали по­ниманию того, «что разум видит только то, что сам создает по соб­ственному плану, что он с принципами своих суждений должен идти впереди согласно постоянным законам и заставлять природу отвечать на его вопросы, а не тащиться у нее словно на поводу, так как в противном случае наблюдения, произведенные случайно, без заранее составленного плана, не будут связаны необходимым за­коном».

Начатое Галилеем использование математически выраженных теорий и экспериментов продолжил И.Ньютон. Тесную связь меж­ду экспериментальными явлениями и математическими структу­рами подтвердили и физики начала XX века. Комментируя этот факт, Н. Бурбаки (собирательный псевдоним группы математиков во Франции начала XX века) писали, что «в своей аксиоматичес­кой форме математика представляется скоплением абстрактных форм — математических структур, и оказывается (хотя, по суще­ству, и неизвестно почему), что некоторые аспекты эксперимен­тальной действительности как будто в результате предопределения укладываются в некоторые из этих форм... нам совершенно неиз­вестны глубокие причины этого... и, быть может, мы их никогда и не узнаем».

Эксперимент вошел в арсенал методов научного познания в качестве одного из главных его средств, и в XX веке физик Н.Бор, обсуждая с Эйнштейном гносеологические проблемы, поставлен­ные атомной физикой, писал, что «словом «эксперимент» мы ука­зываем на такую ситуацию, когда мы можем сообщить другим, что именно мы сделали и что именно мы узнали».

Открытие опытно-экспериментальной науки часто приписы­вают не ученому Галилею, а его современнику философу Ф. Бэко­ну, который выдвинул идею необходимости опытного естествоз­нания, разделил научные опыты на «плодоносные», имеющие отношение к технологическому применению, и «светоносные», свя­занные с чистой наукой. Но считать Ф. Бэкона основателем экспе­риментальной науки было бы большой натяжкой. В отличие от Га-

лилея Ф. Бэкон считал, что наука классифицирует наблюдения без теоретических предположений, что путь к научным открытиям лежит через индукцию (наблюдение и обобщение его результатов), а потому может совершаться как бы механически, без создания абстрактных идеальных моделей. Теоретически он зафиксировал необходимость опираться в науке на опыт, но не довел опытное познание до формы научного эксперимента. Даже его идея «пло­доносных» опытов не была доведена им до практического прило­жения.

Становлению научного эксперимента способствовали те изме­нения в картине мира, которые были описаны в § 4. Но существу­ют и некоторые другие моменты, сделавшие возможным появле­ние идеи эксперимента: (1) в средние века схоластическая ученость существовала автономно от ремесленных практик, владеющих сек­ретами технологий производства предметов и орудий труда. В эпоху Возрождения стирается граница между отвлеченной ученостью и ремесленной деятельностью. Рождается новый тип интеллектуа­ла, соединившего «высокую» ученость с искусством ремесленни­ка (например, Леонардо да Винчи), который стал толковаться как подражание творчеству Бога, что открывало широкий простор для экспериментов в науке, а деятельность ученого-экспериментатора стала рассматриваться как своеобразное подобие в малых масшта­бах актам творения, направленным на распознавание в природе божественных разумных законов; (2) получившее в XVII веке ре­лигиозную санкцию представление о «бездуховности» и механис­тичности природы способствовало утверждению мнения о том, что для распознавания разумных законов в природе необходимо не созерцание, а своеобразное «дознание», которое состояло в том, что человек задавал природе вопросы и для получения на них от­ветов активно преобразовывал природные объекты в соответствии с логикой задаваемых вопросов и ожидаемых ответов; (3) укоре­нившийся в культуре протестантизма принцип пользы создал эти­ческие предпосылки возникновения эксперимента. Спиноза в «Этике» писал, что «соображения нашей пользы не требуют со­хранения того, что существует в природе, кроме людей, но учат нас сохранять, разрушать или употреблять это на что нам нужно,

сообразно с различной пользой, которую можно отсюда извлечь». Согласно этой этической установке, в XVII веке разрешался экс­перимент в области минеральной, растительной и животной при­роды; (4) представление об однородности пространства и времени, разрушение противопоставления небесной и земной сфер стало ус­ловием становления физического эксперимента, предполагающего его принципиальную воспроизводимость, повторяемость в любой точке пространства и в любой момент времени. В этом мировоз­зренческом контексте Галилей сформулировал невероятную, с точки зрения средних веков, эвристическую программу - иссле­довать закономерности движения небесных тел по законам меха­ники, проверяемым в эксперименте.

Со временем экспериментальная наука постепенно сбрасывает с себя «религиозно-духовные строительные леса», а эксперимен­тальный метод утрачивает исходный смысл общения с природой как разумным партнером — носителем божественной воли.

Открытие научного эксперимента породило много идеологи­ческих и методологических споров. В.И. Вернадский писал, что открытие экспериментально-математического метода научного познания не было принято сразу всеми учеными XVII века. «Пыт­ка естества» (выражение Г. Галилея), характерная для эксперимен­тального метода (русское слово «естествоиспытатель» также содер­жит корень «пыт», который составляет основу слова «пытка»), осуждалась не только многими теологами, но и философами. Так, Ж.-Ж. Руссо писал: «Все хорошо, выходя из рук Творца вещей, все вырождается в руках человека». Гете, будучи крупным натуралис­том, до конца жизни не принял ньютоновскую картину мира, ба­зирующуюся на признании экспериментально-математической идеи, хотя уже при его жизни идеи Ньютона оказались плодотвор­ными в физике и небесной механике. Гете был убежден, что идеи Ньютона ведут к упрощению и искажению природных явлений. Рус­ский поэт конца XIX— начала XX века Максимилиан Вологшин так выразил свое понимание эксперимента:

«Наедине с природой человек

Как будто озверел от любопытства:

В лабораториях и тайниках

Ее пытал, допрашивал с пристрастьем,

Читал в мозгу со скальпелем в руке,

На реактивы пробовал дыханье,

Старухам в пах вшивал звериный пол.

Отрубленные пальцы в термостатах,

В растворах вырезанные сердца

Пульсировали собственною жизнью,

Разъятый труп кусками рос и цвел.

Природа, одурелая от пыток,

Под микроскопом выдала свои

От века сокровеннейшие тайны:

Механику обрядов бытия.

Среди ученых XX века длительное время велись дискуссии по воп­росу: открывает или преграждает себе человек путь к познанию пред­метов и явлений природы в эксперименте? В классической физике господствовало молчаливое предположение, что средства наблюде­ния не влияют на объект и его поведение, и объект изучается сам по себе. Но уже Гегель отверг эту методологическую и мировоззренчес­кую установку, доказав, что эксперимент «возмущает» объект в силу деятельности субъекта с его приборами и собственным исследова­тельским методом. Предположение, что наука изучает объект в его независимом от субъекта познания бытии, есть абстракция. Кванто­вая физика обнаружила невозможность познания атомов самих по себе, вне зависимости от экспериментально поставленного вопро­са. Н. Бор утверждал, что «согласно квантовому постулату, вся­кое наблюдение атомных явлений включает такое взаимодействие последних со средствами наблюдения, которым нельзя пренеб­речь. Соответственно этому невозможно приписать самостоя­тельную реальность в обычном физическом смысле ни явлению, ни средствам наблюдения... Поведение атомных объектов невозможно резко отграничить от их взаимодействия с измерительными прибо­рами, фиксирующими условия, при которых происходят явления».

Возникла проблема: что изучается в эксперименте — сама вещь или ее взаимодействие с прибором? В дискуссии по этому вопросу участвовали Н. Бор, А. Эйнштейн, В. Гейзенберг, М. Планк и дру­гие физики. Многие из них пришли к принципиально отличному

от классического мировоззрению. Так, В. Гейзенберг писал: «Мы с самого начала находимся в средоточии взаимоотношений природы и человека, и естествознание представляет собой только часть этих отношений, так что общепринятое разделение мира на субъект и объект, внутренний мир и внешний, тело и душу больше не прием­лемо и приводит к затруднениям». Ученые-физики, таким образом пришли к выводу, что «физика описывает реальное в той мере, в какой оно дано субъекту, не описывая самого субъекта» (А. Кожев).

Поиск по сайту: