Причем в данном случае важно именно предсказание, а не ретросказание. Ученые прекрасно понимают важность предсказаний в науке.
Одна из главных забот сегодняшних теоретиков, работающих на переднем крае физики, состоит в том, что таких предсказаний здесь фактически нет. И в теории суперструн, и в современной космологии пока приходится довольствоваться лишь ретросказаниями (или послесказаниями). В отличие от предсказаний, ретросказания объясняют задним числом уже известные факты. Это, конечно, также неплохо, это также показатель успеха теории и знак ее корректности. Однако выбор теоретиком в качестве методологического ориентира модели предметного знания и основывающейся на этой модели концепции «внутренней истины», что, казалось бы, отражает сложившуюся ситуацию, не содействует дальнейшему развитию знания.
Насколько было бы продуктивнее, если бы ученый рассматривал в качестве ориентира стремление на основе теории предсказывать совершенно новые факты, и эти факты находили бы экспериментальное подтверждение!
А.А. Парамонов: - Но не утешаем ли мы себя, утверждая, что факты оправдывающихся предсказаний неизвестных ранее явлений свидетельствуют о том, что нам удается хотя бы частично ответить на вопрос, что есть мир, и вырваться из тесных «объятий» внутренней истины, преодолеть предлагаемое ей узкое прочтение Канта? Это вопрос из вопросов.
Е.А. Мамчур: - Используя слова самого Канта, этим вопросом действительно удается «загнать в угол» методолога. Ведь в науке совершаются революции, в процессе которых принципы старых теорий терпят крушение. Неужели концепция внутренней истины верна? Если это так, то с кумулятивным аспектом развития научного знания можно распрощаться или, в лучшем случае, признать, что он существует только на уровне фактов.
О том, что принципы теорий могут опровергаться, что кумуляция знания возможна лишь на фактуальном уровне, впервые заговорил французский философ науки Пьер Дюгем в конце ХК в. Затем, в середине ХХ в., этот вопрос был поднят вновь в связи с появлением постпозитивистской философии науки, которая, в отличие от позитивизма, интересовавшегося готовым знанием, поставила в центр внимания исторический аспект науки, начав исследовать закономерности развития научного знания. Была выдвинута концепция несоизмеримости последовательно сменяющих друг друга парадигм научного мышления (Томас Кун, Пол Фейерабенд). Утверждалось, что плавный ход развития научного познания прерывается научными революциями, которые кардинальным образом меняют все то, чему учат нас старые теории. Меняются интерпретация эмпирических данных, смысл терминов, общих по названию для старой и новой теорий, цели научного исследования и разделяемые научным сообществом ценности.
В работах отечественных философов было показано, что в целом концепция несоизмеримости не соответствует действительному отношению между последовательно сменяющими друг друга теориями. Тем не менее, кое-что в этой концепции является верным. Она имеет гносеологические корни в реальном процессе познания. Одним из оснований для ее выдвижения послужило взаимоотношение между квантовой и классической механиками. Здесь есть и радикальное изменение смысла одних и тех же по названию терминов, и столь же радикальное изменение интерпретации одного и того же эмпирического материала. То же самое можно сказать и по поводу взаимоотношения классической механики и специальной теории относительности (СТО). Оба этих перехода от одной фундаментальной теории к другой и были охарактеризованы как научные революции.
Но всегда ли, для всех ли случаев смены парадигм верна принятая постпозитивистами модель? Несмотря на свой разрыв с позитивизмом, постпозитивисты многое восприняли от своих предшественников. Не явилась ли модель, ориентированная на несоизмеримость, одной из таких некритически заимствованных методологических предпосылок?
Так же как и у позитивистов, в постпозитивистской модели развитие науки носит линейный характер. Но в отличие от позитивизма, который полагал, что развитию научного знания присущ кумулятивный аспект, причем в работах позитивистских философов науки этот аспект даже абсолютизировался, у постпозитивистов процесс познания носит прерывистый характер: новая парадигма отвергает фундаментальные положения старой. Правда, не отрицается, что даже в случае научных революций полного отказа от старой теории не происходит, кое-что сохраняется. В частности, действует известный принцип соответствия, согласно которому математический аппарат новой теории при определенных значениях характеристических параметров переходит в математический аппарат старой теории Кузнецов И. В. Взаимосвязь физических теорий // Кузнецов И. В. Избр. труды по методологии физики. -- М.: Наука, 1975..
Но смысл основных терминов старой парадигмы, согласно постпозитивистской модели, кардинальным образом меняется. Из-за теоретической нагруженности эмпирических данных не сохраняется и эмпирический базис. А самое главное,
опровергаются теоретические принципы старой парадигмы. Назовем эту модель линейной.
А.А. Парамонов: - Не понимаю, почему Вы называете ее линейной. Хорошо бы объяснить.
Е.А. Мамчур: - Линейной, потому что она рисует процесс познания как поступательную смену одной теории другой, как линию. Так ее называет и Ровелли. И он не рекомендует ее в качестве реконструкции развития знания, потому что в основании такой реконструкции лежит несоизмеримость предшествующей и последующей теорий. А несоизмеримость - это разрывы постепенного, непрерывного развития знания. Сам Ровелли считает, что развитие знания носит непрерывный характер. Нетрудно увидеть, что характерной особенностью линейной модели выступает фактический отказ от существования кумулятивного аспекта в развитии научного знания.
А.А. Парамонов: - Теперь понятно. Но вернемся к нашей полемике. Мне кажется, что здесь необходимо обратить внимание на важный аспект, упускаемый из виду в таком представлении развития научного знания. В реальном научном познании мы часто можем наблюдать совсем другой сценарий развития. Как правило, одновременно существуют и развиваются не одна, а несколько исследовательских программ, которые относятся к разным предметным областям. Каждая из них в рамках своей области может прекрасно согласовываться со всеми имеющимися эмпирическими фактами.
До поры до времени они развиваются параллельно и независимо друг от друга, пока, наконец, не возникает необходимость в совместном применении, допустим, двух таких программ, одна из которых может быть более старой по времени возникновения, для описания некоторой более широкой области действительности, включающей предметные области и той, и другой. При этом может обнаружиться, что в этом режиме эти теории противоречат друг другу.
На практике в физике эта ситуация разрешается не так, как это предполагается моделью, ассоциированной с несоизмеримостью теорий: принципами старых теорий не жертвуют. Ученые выражают к ним полное доверие, т.е. признают их адекватность действительности, обе теории, если воспользоваться словам известного физика Марри Гелл-Манна, «воспринимаются серьезно» Jonson G. Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in Twentieth-century Physics. L. Vintage Books, 2000. Р. 303-304.. В связи с этим ученые ищут возможность преодолеть кажущееся противоречие (которое, кстати, обычно является результатом слишком узкого способа понимания, описания того или иного явления самими учеными), после чего принципы конфликтующих теорий, модифицированные в результате устранения этого противоречия, кладутся в основание новой теоретической парадигмы. Дальнейшее развитие научного знания идет под флагом осуществившегося синтеза.
Если такая реконструкция верна, то в данном случае феномен несоизмеримости теорий отодвигается на второй план, в то время как кумулятивный аспект знания становится более явным. Но речь идет не просто о суммировании знаний. Кумулятивный аспект осуществляется не только на уровне математического аппарата или первичных эмпирических данных, но и на уровне принципов теорий. Результатом такой стратегии в науке оказывается объединение теоретических принципов двух, на первый взгляд конфликтующих, парадигм. Такую стратегию развития Ровелли и называет стратегией синтеза Rovelli C. Op. cit. P. 4..
В качестве примеров, где стратегия исследования реализовалась согласно такой модели синтеза, можно привести: 1) столкновение кеплеровской небесной механики (с ее законами движения планет) и галилеевской физики с ее принципом инерции, получившим развитие в ньютоновской динамике; 2) устранение противоречия между галилей-ньютоновской физикой и полученным в рамках классической электродинамики фактом постоянства скорости света, что привело к созданию специальной теории относительности (СТО); 3) разрешение противоречия между квантовой механикой и СТО, приведшее к предсказанию и открытию античастиц и созданию квантовой теории поля.
Е.А. Мамчур: - Хорошо, давайте рассмотрим эти примеры более подробно. Начнем с первого.
В 1619 г. Иоганн Кеплер формулирует законы движения планет. Один из них состоял в том, что планеты движутся вокруг Солнца по эллипсам. Кеплер считал, что движение планет осуществляется под действием силы, толкающей планеты по направлению их движения по орбите. Но согласно принципу инерции Галилея, движение планет по орбитам является инерциальным, для него не требуется никакой силы. В соответствии с принципом инерции, предоставленное самому себе небесное тело будет двигаться равномерно, бесконечно и прямолинейно по касательной к орбите. И если на него не подействует какое-то другое тело (некоторая сила), оно покинет орбиту и Солнечную систему.
Таким образом, между физикой Галилея и небесной механикой Кеплера обнаружилось противоречие. Из разрешения этого противоречия возникла механика Исаака Ньютона. Ньютон «отнесся серьезно» и к кеплеровским кинематическим законам движения планет (уж он-то знал, насколько добросовестным наблюдателем был Кеплер), и к галилеевской физике. Он доверял гениальной интуиции Галилея, и у него не было ни малейших сомнений в том, что открытый Галилеем принцип инерции полностью адекватен действительности. И тем не менее противоречие было налицо. Ньютон понимал, что и Кеплер, и Галилей были правы. Ошибка - в чем-то другом. В конце концов, Ньютон нашел эту ошибку, устранил ее и объединил результаты Кеплера и Галилея. Ошибка была в том, что, вопреки Кеплеру, сила, действующая на планеты, направлена не вдоль движения планет, а она действует радиально, идет от планет к Солнцу (центростремительная сила). И эта сила нужна не для движения планет, а для того, чтобы удерживать их на орбите, не давать им уйти с нее. Таким образом, Ньютон показал, что противоречие было только кажущимся. Стоило исправить ошибку, заменив силы, действующие на планеты по направлению их движения, на радиальные силы, как появлялась возможность объяснить, почему планеты движутся вокруг Солнца по кеплеровским орбитам и вообще по законам Кеплера. Таким образом, Ньютон соединил кеплеровскую кинематику и физику Галилея, реализовав их синтез.
Возьмем другой пример - создание специальной теории относительности. В конце XIX в. обнаружилось противоречие между максвелловской электродинамикой и классической механикой. Точнее, между уравнениями электромагнитного поля Максвелла и принципом относительности Г алилея.
Суть противоречия состояла в том, что уравнения Максвелла были не инвариантны относительно преобразований Галилея. Многие физики полагали, что одна из этих теорий должна быть изменена. Некоторые считали, что нужно рассматривать максвелловскую теорию как имеющую ограниченную приложимость, т.е. как феноменологическую теорию некоторой, пока еще не открытой эфирной динамики.
Другие физики полагали, что инерциальные системы, эквивалентные в механике, не являются таковыми по отношению к электромагнитным явлениям. То есть они исходили из того, что преобразования Галилея справедливы только для механических движений.
Эйнштейн, однако, не пошел ни первым, ни вторым путем. Он был убежден в справедливости максвелловской электромагнитной теории. В этом его убедили и ее теоретическая мощь, обнаружившаяся при предсказании на ее основе электромагнитных волн и при объяснении природы света; и полученные на ее основе технологические достижения (изобретение радио). Но так же точно Эйнштейн не сомневался в справедливости принципа относительности Галилея; он понимал, что в этом принципе нашла свое выражение важнейшая закономерность природы, которая не может иметь лишь ограниченную рамками механики применимость. Обе теории адекватны действительности. Должна существовать какая-то ошибка, ответственная за кажущееся противоречие. Эйнштейн нашел эту ошибку: он обнаружил, что неверным было классическое понятие одновременности событий как имеющей абсолютный характер, в то время как в действительности существует только относительная одновременность. События, одновременные в одной инерциальной системе координат, оказываются не одновременными в другой. Эйнштейн знал о преобразованиях Лоренца и понимал, что они не противоречат принципу относительности Галилея. Устранив ошибку - переопределив понятие одновременности, Эйнштейн устранил кажущееся противоречие между двумя конфликтующими теориями и осуществил их синтез. Так была создана СТО.
Третий из названных выше примеров касается проблем, которые возникли в физике при попытке объединения принципов квантовой механики (КМ) и специальной теории относительности (СТО). Квантовая механика описывает движение одиночной нерелятивистской не взаимодействующей частицы или системы не взаимодействующих частиц. Оно описывается уравнением Шредингера. Специальная теория относительности, напротив, имеет дело с взаимодействиями и исходит из того, что они реализуются посредством полей. Даже если речь идет об одиночной заряженной частице, при условии, что она движется в фоновом электромагнитном поле, описание ее движения становится проблемным для КМ. Попытка описать такое движение с помощью уравнения Шредингера приводит к появлению отрицательных решений (решения с отрицательной энергией), которых не возникает при описании движения одиночной не взаимодействующей с полем частицы. Таким образом, оказалось, что между принципами КМ и принципами СТО существует противоречие.