Законы науки
ьного определения теоретических
понятий (П. Бриджмен) или установления «соотносительных определений» (Г.
Рейхенбах). В действительности же ни о каком определении теоретических
понятий с помощью эмпирических говорить здесь не приходится. Пожалуй, ближе
всего связь между теоретическими и эмпирическими терминами может быть
пояснена с помощью представлений о словаре и интерпретации. В самом деле,
когда мы истолковываем среднекинетическую энергию молекул газа как его
температуру, то по сути дела переводим или интерпретируем эмпирически
ненаблюдаемый термин — кинетическую энергию молекул — посредством
эмпирического термина — температуры. Температура тела может не только
восприниматься на ощупь, но и точно измерена. А это имеет немаловажное
значение для определения тех параметров, которые встречаются в уравнениях,
связывающих между собой величины, относящиеся к ненаблюдаемым объектам. В
противном случае мы не имели бы никакой возможности проверить теоретические
законы.
Соотношение между теоретическими и эмпирическими законами во многом
аналогично отношению между абстрактными геометрическими системами и
интерпретированными, или конкретными, геометриями. Изучая геометрию Евклида
в школе, мы обычно связываем с такими ее основными понятиями, как «точка»,
«прямая» и «плоскость», определенные пространственные представления. Так,
точку можно представлять в виде крохотного пятнышка на бумаге, прямую линию
— как путь светового луча в пустоте или же тонкую натянутую нить, плоскость
— как идеально ровную поверхность. Все эти образы представляют лишь
интерпретации основных понятий геометрии, но отнюдь не их определения. С
равным успехом мы могли бы избрать в качестве таких интерпретаций объекты
совершенно другого рода: например, точку определить с помощью трех
действительных чисел, прямую — с помощью линейного уравнения и т. д. Важно,
чтобы свойства рассматриваемых объектов удовлетворяли соответствующим
аксиомам геометрии. Вот почему в абстрактной геометрии хотя и пользуются
терминами «точка», «прямая» и «плоскость», но не связывают с ними каких-
либо конкретных образов, а тем более не определяют основные геометрические
понятия с помощью этих образов.
Аналогичное положение существует и в наиболее развитых отраслях
естествознания. Здесь также теоретические термины связываются с
эмпирическими, с той, однако, существенной разницей, что для интерпретации
теоретических терминов мы должны располагать знанием о конкретном механизме
связи между ненаблюдаемыми объектами теории. Действительно, для того чтобы
установить соответствие между средней кинетической энергией молекул газа и
его температурой, мы должны допустить существование мельчайших частиц газа
— молекул и дополнительно к этому руководствоваться определенными
гипотезами о характере движения этих частиц. Конечно, на первых порах
теоретические модели оказываются весьма приближенными. Так, например,
молекулы первоначально уподобляли биллиардным шарикам, а законы их
столкновения сводили к механическим законам удара идеально упругих тел.
Постепенно, по мере того, как обнаруживалось несоответствие между
предсказаниями теории и результатами опыта, вносились уточнения и
исправления в теоретические представления и таким образом достигалось
лучшее описание и объяснение соответствующих явлений.
Развитие естествознания со всей убедительностью свидетельствует о том, что
переход от многочисленных эмпирических обобщений и законов к сравнительно
небольшому числу фундаментальных теоретических законов и принципов
содействует более углубленному и адекватному постижению сущности
исследуемых явлений. Одновременно с этим происходит также концентрация
информации об этих явлениях. Вместо многих десятков и даже сотен различных
обобщений и эмпирических законов наука открывает несколько теоретических
законов фундаментального характера, с помощью которых оказывается возможным
объяснить не только сотни эмпирических законов, но и огромное количество
самых разнообразных фактов, которые на первый взгляд кажутся совершенно не
связанными друг с другом. Так, например, когда Ньютону с помощью законов
движения и гравитации удалось связать воедино движение земных и небесных
тел, то тем самым было покончено с прежними представлениями о делении мира
на «земной» и «небесный», подчиняющихся якобы совершенно различным законам.
Поиски фундаментальных теоретических законов характеризуют стремление к
познанию взаимосвязи и единства материального мира. Самая главная
трудность, с которой здесь встречаются ученые, состоит в том, чтобы найти
такие общие принципы, из которых с помощью некоторых правил соответствия
можно вывести логически эмпирически проверяемые законы. Этой цели в
значительной мере были посвящены усилия А. Эйнштейна в последние
десятилетия его жизни. Стремление установить связь между электромагнетизмом
и гравитацией привело его к. идее создания единой теории поля. Однако до
сих пор основным недостатком этой теории продолжает оставаться то, что с ее
помощью не удалось вывести какие-либо эмпирически проверяемые законы. Такие
же недостатки присущи попыткам создания единой теории материи, предпринятым
В. Гейзенбергом в последние годы. Однако эти неудачи не обескураживают
исследователей, ибо они сознают необычайную сложность самой проблемы.
4. Динамические и статистические законы
Если основой дихотомического деления законов на теоретические и
эмпирические является их различное отношение к опыту, то другая важная их
классификация основывается на характере тех предсказаний, которые вытекают
из законов. В законах первого типа предсказания носят точно определенный,
однозначный характер. Так, если задан закон движения тела и известны его
положение и скорость в некоторый момент времени, то по этим данным можно
точно определить положение и скорость тела в любой другой момент времени.
Законы такого типа в нашей литературе называют динамическими. В зарубежной
литературе их чаще всего именуют детерминистическими законами, хотя такое
название, как мы увидим ниже, вызывает серьезные возражения.
В законах второго типа, которые получили название статистических,
предсказания могут быть сделаны лишь вероятностным образом. В таких законах
исследуемое свойство, признак или характеристика относятся не к каждому
объекту или индивидууму, а ко всему классу, или популяции в целом. Так,
когда говорят, что в данной партии продукции 90% изделий отвечает
требованиям стандартов, то это вовсе не означает, что каждое изделие
обладает 90% качеством. Само выражение в процентах показывает, что речь
здесь идет лишь о некоторой части или пропорции из общего числа изделий,
которые соответствуют стандарту. Об отдельном же изделии без
дополнительного исследования мы не можем заранее сказать, является оно
качественным или нет. Этот элементарный пример достаточно ясно иллюстрирует
основную особенность всех статистических законов, предсказания которых
относительно отдельных индивидуумов или случаев имеют неопределенный
характер. Именно эта неопределенность и заставляет исследователя вводить
вероятностные понятия и методы для определения и оценки исхода
индивидуальных событий массового случайного типа.
Уже классическая концепция вероятности, нашедшая наиболее полное выражение
в трудах П. С. Лапласа, дает возможность оценивать исходы простейших
массовых событий случайного характера. В этой концепции вероятность
интерпретируется как «отношение числа случаев благоприятствующих к числу
всех возможных случаев». При этом, конечно, предполагается, что различные
случаи являются равновозможными. Однако такая интерпретация имеет довольно
ограниченную область применения. Действительно, равновозможных событий, о
которых говорится в вышеприведенном определении вероятности, может просто
не быть. Азартные игры, которые исторически явились первой моделью для
применения и разработки классической концепции вероятности, специально
организованы таким образом, что их исходы являются одинаково возможными,
или симметричными. Если, например, игральная кость изготовлена достаточно
тщательно, то при ее бросании выпадение любого числа очков от 1 до 6
является одинаково возможным. Поскольку в данном примере имеется шесть
равновозможных случаев, благоприятствующим же является какой-то один
случай, то его вероятность будет равна 1/6. По такой же схеме
подсчитывается вероятность событий, которые можно свести к равновозможным.
Иногда это не удается сделать даже в сравнительно простых примерах. Так,
если ту же игральную кость изготовить с дефектами, тогда выпадение каждой
грани не будет равновозможным. Еще более противоречащими классической
концепции являются примеры, взятые из физической, биологической и
социальной статистики. Допустим, что вероятность того, что данное вещество
из радиоактивного материала будет испускать (-частицу, равна 0,0374. Ясно,
что этот результат никак нельзя представить по схеме равновозможных
событий. Тогда нам пришлось бы допустить 10000 равновозможных исходов, из
них только 374 считались бы благоприятствующими. В действительности же
здесь имеются лишь две возможности: либо в следующую секунду вещество
испустит частицу, либо нет. Чтобы преодолеть подобные
| |  скачать работу |
Законы науки |
