Максвелловская научная революция - Ринат Нугаев

«То, что законы, возникающие в отдаленных и не связанных друг с другом областях, стремятся сойтись друг с другом в одной и той же точке, может происходить только из того, что в этой точке пребывает истина» (Whewell 1847, vol. 2, p. 65).

Например, оказалось, что закон всемирного тяготения, выведенный из изучения возмущений Луны, и планет, и Солнца, также действует и при описании факта т.н. « прецессии эквиноксов». Поэтому Ньютон не только открыл закон тяготения, но и обнаружил его причину. Но «во всей истории науки мы не найдем ни одного случая, насколько мне известно, в котором Совпадение Индукций подтверждало бы гипотезу, которая впоследствии оказалось бы ложной» (Whewell 1847, vol. 2, p. 67).

В качестве другого классического случая Совпадения Индукций Уэвелл рассматривает открытие поляризации света Араго и Био, когда Томас Юнг смог провозгласить, что эти случаи могут быть сведены к общим законам интерференции, которые уже были им к этому времени установлены.

«И, что было не менее поразительным подтверждением истинности этой теории, измерения одного и того же элемента, выведенные из разных классов фактов, оказались совпадающими. В итоге длина светоносного колебания, подсчитанная Юнгом за счет измерения колец теней, оказалась совпадающей с предыдущими расчетами цветов тонких пластин» (Whewell 1847, vol. 2,p. 67).

С нашей точки зрения, демонстрация Максвеллом равенства скорости распространения электромагнитных волн скорости света также является примером «совпадения индукций»; последнее вызывается одной и той же «истинной причиной» – изменением во времени и пространстве напряженности электромагнитного поля.

При этом мы должны отметить следующее важное различие в развертывании истинных и ложных теорий. В первом случае все вспомогательные дополнительные гипотезы стремятся к простоте и гармонии; новые предположения слагаются из старых, или в крайнем случае требуют незначительных модификаций первоначальной гипотезы. В итоге система становится более самосогласованной и общей; при этом вся цепочка гипотез все более и более сходится к определенному пределу. Примером этого пути является развертывание Гельмгольцем и Герцем электродинамики Максвелла.

В случае же ложных теорий имеет место прямо противоположное. Новые предположения отнюдь не следуют из оригинальной схемы и с трудом с ней согласуются. Каждое последующее предположение настолько усложняет первоначальную схему, что в конце концов множество гипотез становится неуправляемым. В итоге оно уступает место какой-то более простой гипотезе. Примером такого нагромождения гипотез является случай из античной науки, связанный с эксцентриками и эпициклами. В конце концов множество эпициклов уступило место теории эллиптического движения.

Другой пример – развертывание электродинамики Ампера-Вебера Гельмгольцем и Герцем, которое в конечном счете привело к результату, противоположному первоначальным намерениям – утверждению уравнений Максвелла.

В итоге следующие два фактора характеризуют истинность теории. (1) совпадение индукций между различными областями фактов; (2) последовательное упрощение теории по мере распространения ее на новые частные случаи.

Различие между фактами и теориями относительно. Теоретические воззрения, установленные в качестве бесспорных представителями одного поколения ученых, становятся фактами для представителей другого поколения. Прогресс науки состоит, таким образом, «в переходе от общего к еще более общему».

Несмотря на то, что в каждом научном открытии содержится элемент случайности, вследствие чего нельзя в общем случае говорить об Искусстве Открытия новых научных истин (Art of Discovery), ни одно научное открытие не может быть охарактеризовано как случайное.

«Каким бы образом не предстали перед вниманием исследователя факты, они никогда не станут материалом точного знания до тех пор, пока не встретят ума, уже обладающего точными и подходящими концепциями, при помощи которых эти факты могут быть проанализированы и соединены» (Whewell 1847, vol. 2,p. 22).

И далее Уэвелл дает такое определение научного факта, которое вне всякого сомнения оказало влияние на Максвелла: «Факт – это всего лишь повод, при помощи которого вся машина открытия приводится рано или поздно в движение. Это, как я уже говорил, – только искра, которая разряжает ружье (a gun), заранее заряженное и наведенное в цель» (Whewell, 1847, vol. 2, p. 23).

А теперь сравним этот отрывок со следующим отрывком из письма Максвелла: «у меня в полном разгаре работа над статьей с электромагнитной теорией света, которую, до тех пор пока меня не убедят в обратном, я буду считать великим оружием (great guns)» (Maxwell; цит. по: Mahon, 2002, p. 123).

Так вот откуда это максвелловское сравнение теории с ружьем!

В итоге мы можем заключить, что уэвелловская эпистемология не могла не оказать значительного влияния на методологию Максвелла. Именно у Уэвелла позаимствованы принципы активной роли человеческого разума в процессе познания, об относительности разделения на факты и теорию, об идейной нагруженности данных наблюдения, и, главное, понимание неразрывной связи индукции и дедукции в процессе коллигации и внимание к «совпадению индукций».

Но были и существенные отличия, связанные с принадлежностью Максвелла к философии шотландского Просвещения. Они состояли в отходе от жесткого кантианского рассмотрения фундаментальных идей как условий возможности опыта, которые раз и навсегда даны сознанию субъекта. Наоборот, в соответствии с традициями шотландской школы Максвелл будет рассматривать концепции как форму психологической связи между представлениями, которая может свободно меняться при переходе от одного познавательного субъекта к другому. Как впоследствии говаривал Ричард Фейнман, «один любит частицы, другому нравятся поля».

Непросто проследить все этапы эволюции максвелловской метафизики, но несомненно, что доклад «Существуют ли реальные аналогии в природе», прочитанный Максвеллом на заседании элитарного кембриджского «Клуба Апостолов» в феврале 1856 г., является самой ее кульминационной точкой. Этот год для творчества Максвелла особенно значим: именно в 1856 г. была завершена публикация его первой электродинамической статьи «О фарадеевских линиях сил», в которой была тщательно намечена программа исследования электромагнитных явлений, которой, с нашей точки зрения, Максвелл следовал всю свою жизнь.

Какие-либо сведения о разрывах и скачках в максвелловском научном мировоззрении у нас отсутствуют (за исключением, возможно, его знакомства с Фарадеем и их личных встреч в Лондоне после того, как Максвелл вступил в должность профессора Кингзколледжа). Поэтому можно констатировать, что кембриджский доклад представляет собой наиболее пространное изложение метафизических компонент «твердого ядра» максвелловской исследовательской программы.

Как уже говорилось выше, статья исходит из кантовских, априористских представлений о пространстве и времени, которые характеризуются как общеизвестные и твердо установленные.

«Поскольку, если даже не упоминать все вещи внешней природы, которые рассматриваются людьми в качестве проекций вещей на их сознания, все здание науки, вплоть до самой башни философии, иногда представляется как рассеченная модель природы, а иногда – как естественный рост внутреннего содержания сознания».

Но тут же – и это характерно для всего доклада – делается полемическая оговорка, что все сказанное Кантом не относится к конкретным свойствам пространства и времени – трехмерности пространства и одномерности и необратимости времени, которые относятся к «объективным истинам». Данное обстоятельство позволяет нам охарактеризовать данное обстоятельство как «реальную аналогию между конституцией интеллекта и внешним миром».

Отсюда вдумчивый слушатель (а Максвелл обращался к представителям кембриджской интеллектуальной элиты, воспитанным на традициях ректора Тринити колледжа и последователя Канта Уильяма Уэвелла) может заключить, что априорные принципы кантовской философии непосредственно распространяются только на предельно общие метафизические принципы. Поэтому и общая, и заимствованная опять же у Канта аналогия между моральными и механическими принципами носит не реальный, конкретный, а призрачно-метафизический характер.

«Эта аналогия между доводами, причинами, [механическими] силами, принципами и моральными регулятивами настолько ярка, что ослепляет».

Достаточно пессимистический вывод, если принять во внимание, что Максвелл, с его известными наклонностями к метафизическим спекуляциям, был этой аналогией сильно увлечен, о чем, в частности, свидетельствуют следующие строки из его письма к своему другу – Льюису Кемпбеллу – написанному 14 Марта 1850 г.: «трем законам механического движения в моральной философии соответствуют три метафизических, моральных принципа – принципы свободы, равенства и братства « (Campbell & Garnett, pp. 187—188).