АСПЕКТЫ НАУКИ
АСПЕКТЫ НАУКИ
Дж. У. Н. САЛЛИВАН
ЛОНДОН RICHARD COBDEN-SANDERSON 17 THAVIES INN
Авторское право 1923
ПРЕДИСЛОВИЕ
Статьи, составившие этот сборник, были отобраны потому, что, хотя они и затрагивают различные аспекты разнообразных научных идей, они все же иллюстрируют, в той или иной степени, единую точку зрения. Эту точку зрения можно назвать, пожалуй, эстетической, но еще лучше — гуманистической. У научных идей есть история; они возникли для удовлетворения определенных человеческих потребностей; увидеть их в контексте — значит увидеть их как часть общей интеллектуальной и эмоциональной жизни человека. То, для чего они существуют, они делают лучше, чем что-либо другое, и потребности, которые они удовлетворяют, не являются специфическими только для научных специалистов. Эти статьи призваны показать одну или две из многих причин, почему наука может быть интересна как людям, не являющимся специалистами, так и тем, кто ими является.
Дж. У. Н. САЛЛИВАН.
CONTENTS
PAGE
THE INTEREST OF SCIENCE 9
A PHYSICIST ON PHYSICS 23
SCIENCE AND CULTURE 36
JAMES CLERK MAXWELL 41
ASSUMPTIONS 49
ON LEARNING SCIENCE 72
THE ENTENTE CORDIALE 77
POPULAR SCIENCE 82
PATIENT PLODDERS 89
THE AMATEUR ASTRONOMER 95
SCIENTIFIC CITIZENS 100
THE SCEPTIC AND THE SPIRITS 105
THE SCIENTIFIC MIND 112
THE SCIENTIFIC CONTRIBUTION 116
THEORIES AND PERSONALITIES 122
THE IDEAL SCIENTIFIC MAN 128
PARALLEL STRAIGHT LINES 133
THE NEW SCIENTIFIC HORIZON 139
THE HOPE OF SCIENCE 145
THE RETURN OF MYSTERY 151
MATHEMATICS AND MUSIC 159
HUMAN TESTIMONY 177
ИНТЕРЕС К НАУКЕ
I
Концепция науки как совокупности знаний, охватывающей все наши рациональные убеждения о реальности, едва ли получила всеобщее признание. Человек все еще настолько далек от того, чтобы быть рациональным животным, что применение рациональных методов исследования ко всем областям его опыта до сих пор встречает инстинктивное сопротивление — как будто разум является чуждым и враждебным захватчиком. Убеждения, которые отстаиваются со страстью, будучи выражением инстинктивных предпочтений, воспринимаются как не принадлежащие к «сфере» науки. Во всех вопросах, где сильно затронуты его страсти, человек ценит уверенность и боится знания. Беспристрастное исследование приветствуется только тогда, когда результат безразличен. Почти каждое великое научное обобщение сталкивалось с odium theologicum — что не является исключительной собственностью теологов — от гипотезы Коперника до теории стадного инстинкта. Тот факт, что наука, постоянно раня людей, тем не менее прогрессировала, свидетельствует о том, что она служит импульсам, глубоко укоренившимся в природе человека. Великий научный новатор, подобно великому альтруисту, подвергается позору со стороны общества, чьим глубочайшим инстинктам он служит.
Наука, дитя иррационального импульса, унаследовала кое-что от характера своих родителей. Ее история показывает ее близорукой и неуклюжей, без ясного видения своей цели, без предчувствия своего имперского величия. В отличие от философии, она не стремилась к мировому господству. Она довольствовалась исследованием частного случая и не отвергала некоторую непоследовательность в объяснении, лишь бы не принимать обобщение, которое не вытекало из ее собственной основы. Она отказывалась от иностранной помощи, но сохраняла свою независимость. То, что ученые не всегда понимали, что наука должна по своей природе быть автономной, очевидно из истории каждой отдельной науки. Даже во времена Декарта считалось вполне естественным выводить явления из метафизических принципов; и примесь мифических элементов не полностью отсутствует в некоторых отраслях науки даже в наши дни. Наука еще не достигла полного осознания своей истинной основы и целей.
Ценности, которым служит наука и с точки зрения которых следует судить о ее значимости, стали более многочисленными по мере развития науки. Самые ранние научные исследования были полностью сосредоточены на частном событии, имея, в лучшем случае, самое смутное представление о широких перспективах. Дикарь, который обнаруживает, что ветка, лежащая частично в ручье, на самом деле не согнута, движим тем же локализованным и отстраненным любопытством, которое привело к большинству ранних научных открытий. Интерес к странности события, несомненно, является корнем научных наблюдений. Чем ближе события касаются нас, чем более чреваты они возможным удовольствием или болью, тем большая степень абстракции необходима, чтобы увидеть их в их взаимосвязях. Человеческие существа остаются для нас чудом еще долго после того, как мы научились предсказывать движение планеты. Психология — самая молодая из наук, не столько из-за внутренней сложности ее предмета, сколько из-за того, что наш интерес к этому предмету настолько силен, что почти невозможно быть равнодушным к результатам. Интеллектуальная рыба, вероятно, нашла бы большинство с трудом добытых результатов человеческой психологии довольно очевидными.
Из накопления фактов и попытки увидеть их во взаимосвязи рождается научная теория. С построением теорий наука вступает в новую фазу своего развития и служит другому набору человеческих ценностей. Ее факты, продукты локального любопытства, теперь обретают порядок и служат стремлению к пониманию. Кажущееся несходным становится связанным; закон сменяет хаос. Стремление к знанию трансформируется в стремление к значимому знанию — значимому прежде всего для созерцания, а во вторую очередь — для практики. Именно научная теория дает науке ее истинное бытие и делает ее достойной глубокого интереса. Стремление к пониманию глубоко укоренено в человеческой природе. Религиозные мифы и философские системы возникли в подчинении этому импульсу. Наука также существует для удовлетворения этой тяги, и условия, на которых она это делает, полностью в ее пользу. Тот факт, что она является расширением обычного знания и не выводит ничего, что нельзя было бы проверить, отличает ее от мифа и является секретом того глубокого и серьезного удовлетворения, которое она дает. Те, кто привык к этой уютной, бодрящей атмосфере, находят более редкий воздух многих традиционных философий совершенно невыносимым. Определенное безразличие к другим методам описания реальности становится более очевидным с годами, по мере того как область науки становится все более обширной. Мирное проникновение сменяет открытую войну, и перед лицом конкурирующих систем ученые чувствуют меньшую склонность опровергать то, что они чувствуют себя более свободными игнорировать.
Наука все еще далека от того, чтобы обеспечить полное понимание или предоставить настолько законченную картину реальности, чтобы мы не чувствовали потребности в других спекуляциях. Различные науки еще не объединились, чтобы сформировать единое связное тело истины. Промежутки между ними все еще достаточно велики, чтобы допустить сторонние интерпретации. Но импульс к пониманию, который создал науку, будет оправдан ею: у нас может быть такая вера. Даже та часть человечества, которая заботится лишь о чистой непосредственности, обнаружит, что только наука может дать им многое из того, чего они желают. Научные теории обладают ценностью даже для тех, кто чужд удовольствиям созерцания, ибо наука имеет мощные реакции в мире практики. Тем, кто потерял свое первородство, она может предложить чечевичную похлебку.
Помимо удовлетворения любопытства, понимания и практики, наука предлагает богато удовлетворяющие объекты для эстетического импульса. Язык эстетики нетрудно найти в трудах ученых, и если бы это слово не вызывало такой собственнической ярости, мы бы согласились, рассматривая их мотивы и характер их удовлетворения, называть их художниками. Предметом высшего искусства, как и истинной науки, является реальность, и мера, в которой наука не дотягивает до искусства, — это мера, в которой она неполна как наука. Всякая хорошая философия, искусство или наука причастны природе двух других. Когда эти три будут рассматриваться как единое целое, каждое из них достигнет своего апофеоза.
II
К сожалению, верно то, что по мере развития науки она становится все более сложной. Ее язык не только все больше отходит от обычной речи из-за накопления технических терминов, но и термины, находящиеся в текущем употреблении, определяются через другие, которые определяются через третьи — нечто вроде описания дома, который построил Джек. Самый очевидный случай такого языка «китайской шкатулки» — это, конечно, математика. Математическая теорема, занимающая одну строку текста, вполне могла бы занять целый том, если бы была написана обычной прозой, в которой не использовались бы термины, не являющиеся общим достоянием. По этой причине современные математические открытия, за исключением очень особых случаев, не могут быть сделаны понятными никому, кроме математиков. Изучение языка высокоразвитой науки, такой как математика, занимает примерно столько же времени, сколько изучение китайского, но задача перевода на английский гораздо сложнее. По этой причине математики не могут надеяться на разумное признание широкой публикой; они должны довольствоваться тем, что их считают либо смутно впечатляющими фигурами, либо мягкими безумцами, занятыми непостижимыми и, вероятно, пустяковыми абстракциями. По сравнению с писателями, музыкантами или художниками они, в социальных целях, являются ментальными изгоями. Однако очевидно, что математика не всегда была такой далекой. Вольтер мог проявлять интерес, который был, во всяком случае, восторженным, к работе Ньютона. Это, несомненно, было в некоторой степени связано с очевидным драматическим качеством открытий Ньютона, но также и с тем фактом, что его открытия могли быть выражены сравнительно простым языком. Опять же, физика и химия в то время, и в течение нескольких лет после, были не только понятны людям без специальной подготовки, но такие люди могли фактически делать ценные открытия в этих науках. По мере прогресса этих наук их язык становился все более пугающим, а их фундаментальные понятия — все более абстрактными. Люди без специальной подготовки, но с научным любопытством, обратили свое внимание на биологические науки. Они собирали птичьи яйца и бабочек; они покупали микроскопы и писали небольшие статьи о морских ракушках, обнаруженных во время утренней прогулки. Но биология теперь развила технический язык, и дни необученного наблюдателя почти сочтены. Единственная наука, которая все еще, в некоторой степени, доступна этим милым людям, — это психология. Она становится все более техничной, это правда, но большинство книг, посвященных психологии, все еще можно читать почти так же легко, как трактат по истории Балкан. И «психологический» романист все еще может считать себя, с одной точки зрения, ученым. Психоанализ пока является излюбленной темой дискуссий в продвинутых гостиных, где дискуссии о принципе относительности сравнительно редки.
Разрыв между наукой и общим интеллектуальным миром прискорбен, но неизбежен. Он прискорбен как для ученого, так и для общей интеллигенции. Ученый, ментально одинокий, за исключением небольшого круга своих непосредственных сотрудников, становится менее полноценным как человеческое существо; он терпит неудачу как гуманист. Он слишком часто принимает свое положение изгоя и превращает свои специальные интересы в свои исключительные интересы, как будто, из-за какой-то извращенной щедрости, он отказывается брать там, где не может дать. Он может начать игнорировать другие интеллектуальные виды деятельности своего времени, как Дарвин, к своему огорчению, обнаружил, что начал игнорировать поэзию, или он может фактически стать нетерпимым к такой деятельности и тем самым добавить презрение к невежеству, с которым его занятия воспринимаются внешним миром. Для внешнего мира этот разрыв также прискорбен. Ибо наука, по-своему, удовлетворяет те же импульсы, что и другие интеллектуальные интересы, а некоторые из них она удовлетворяет более полно и более богатым способом. Большая трата ментальной энергии и множество безрезультатных дискуссий были бы предотвращены, если бы некоторые научные результаты были более широко известны, и, в частности, если бы преимущества научного метода были более широко признаны, а сам метод — более широко практикуем. Чувство превосходства часто замечается в ссылках ученых на некоторые текущие дискуссии. Это недостаток манер, но его трудно избежать. «Инсайдерская» информация обычно оказывает такое влияние на обладателя, и когда это информация, которой нельзя поделиться, отношение склонно становиться хроническим. Обе стороны, таким образом, беднее из-за отсутствия общения. Но такое положение дел кажется неизбежным. Претензии латинской и греческой литератур на внимание, оправданы они или нет, привели к тому, что изучение этих языков было навязано, возможно, большинству людей в этой стране, которые преимущественно интересуются интеллектуальными делами. Это подготовка, которая занимает несколько лет: нужно ли добавлять подготовку в области наук? Это явно невозможно. Даже если бы вся наша образовательная система была радикально изменена, только те науки, такие как биология и психология, которые могут быть поняты со сравнительно небольшой подготовкой, могли бы стать объектами общего знания. Но науки, где, помимо суровой и длительной дисциплины, необходимы особые способности, всегда должны быть собственностью немногих. Поскольку с каждым годом все науки становятся все более сложными, возрастает и трудность получения адекватного знания о них. Мертвый язык можно выучить раз и навсегда, но язык науки нужно изучать заново каждые несколько лет. Популярная статья времен Гексли, связующее звено между ученым и широкой публикой, теперь является связующим звеном между более и менее продвинутыми студентами одной и той же науки. Так называемый «популярный» отчет о теории относительности, например, подобен аннотированному изданию Пиндара; заранее предполагается довольно хорошее знание языка. Можно было бы подумать, что процесс упрощения, так сказать, может быть продолжен, пока, наконец, не будет подготовлен отчет, в котором не будут использованы технические термины. Но такой отчет был бы, в лучшем случае, подобен переводу греческой поэзии; существенное качество было бы утрачено. Такие переводы, конечно, имеют свое применение, но влечение к науке для ученого, подобно влечению к стихотворению для поэта, не может быть передано таким образом. В искусстве разделение содержания и формы на самом деле невозможно, и то же самое верно для наук.
III
В своих апологиях, которые стали теперь столь обычными, ученые не устают указывать на то, что именно метод науки действительно достоин принятия философами и что результаты науки являются лишь предварительными. Философ, который основывает свою систему на результатах, достигнутых в любое данное время любой данной наукой, обеспечил окончательный крах своей системы. Ему иногда говорят, что принятие научных методов, с другой стороны, позволит ему добиться верного прогресса. На первый взгляд здесь кажется противоречие, ибо если научный метод непогрешим, почему результаты, достигнутые с его помощью, являются предварительными? Судя по истории науки, научный метод превосходен как средство получения правдоподобных выводов, которые всегда ошибочны, но вряд ли как средство достижения истины. Противоречие, однако, лишь кажущееся, ибо можно обнаружить, что существует часть каждой отброшенной гипотезы, которая включается в новую теорию. Отброшенная гипотеза оказывается слишком общей; ученый совершил ошибку того же рода, что и философ, который использует гипотезу как основу общей системы. Теперь известно, например, что теория гравитации Ньютона, весьма вероятно, не является в точности верной; в большинстве случаев, однако, она остается очень близкой к истине, и существуют обширные области динамической астрономии, на которые это изменение не влияет. Ньютоновские законы движения, опять же, недостаточны для описания движения тел, движущихся с очень большими скоростями, но они очень близки к истине для всех обычных скоростей. То, что теории, пришедшие на смену отброшенным, в точности верны, весьма маловероятно; они, однако, ближе к истине. Мы можем сказать, поэтому, что хотя научный метод, вполне возможно, никогда не позволит нам достичь точной истины, последовательные его применения позволяют нам приближаться все ближе и ближе к точной истине. В этом заключается его главное отличие от методов, обычно принимаемых в философии, которые направлены на получение, одним ударом, теорий, которые никогда не потребуют пересмотра. Именно по этой причине философия не прогрессирует.
В чем же тогда заключается научный метод? Было бы трудно дать точное определение; он имеет, однако, две основные характеристики: выбор фактов и обращение с фактами. По-видимому, не общепризнано, что ученые выбирают свои факты; есть много людей, которые полагают, что все факты представляют равный интерес для ученых, и что информация относительно количества соловьев, услышанных в Хартфордшире в течение определенного месяца, например, является вкладом в научное знание. Должно быть очевидно, однако, что простая случайная коллекция фактов вряд ли поможет практике или теории. Цель науки — не составлять каталоги, а формировать теории, описывающие явления, и для этой цели некоторые факты уместны, а очень большое число — нет. Все люди, сталкиваясь с проблемой любого рода, выбирают для исследования такие факты, которые они считают релевантными. Шерлок Холмс часто приводил в замешательство Ватсона, размышляя над фактами, которые Ватсон считал нерелевантными, но удивление Ватсона было доказательством того, что даже у него был стандарт релевантности. История любой науки показывает, что факты, выбранные первыми, были теми, которые с наибольшей вероятностью повторялись. Такие факты очевидно ведут к утверждениям, которые имеют большую или меньшую степень обобщенности. То, что камень без опоры падает на землю, — факт такого рода. Факты, выбранные ученым, — это те, которые допускают обобщение. По этой причине они обычно полностью отличаются от фактов, представляющих интерес для историков. После выбора, в соответствии с этим принципом, фактов, которые подлежат исследованию, следующий шаг состоит в установлении отношений между наборами этих фактов. Точное выражение этих отношений называется законом природы, если использовать несколько старомодную терминологию. Если теперь все отношения между определенными наборами фактов могут быть выражены в одном общем утверждении, это общее утверждение называется научной теорией. Конечная цель научного метода — создание научных теорий. Научная теория, однако, обычно вводит элемент, который не был или не может быть непосредственно наблюдаем, и также, как мы видели, обычно оказывается слишком поспешным обобщением. Ее функция — координировать известные явления и предсказывать до сих пор не наблюдавшиеся явления. Степень, в которой она это делает, является мерой ее успеха как научной теории, и, поскольку первичная цель научной теории — выразить гармонии, которые, как обнаруживается, существуют в природе, мы сразу видим, что эти теории должны иметь эстетическую ценность. Мера успеха научной теории, фактически, является мерой ее эстетической ценности, поскольку это мера степени, в которой она внесла гармонию в то, что раньше было хаосом.