Имре Лакатос:
Фальсификация и методология научно-исследовательских программ.
Глава 3. Методология научных исследовательских программ

Мы рассмотрели проблему объективной оценки научного развития, используя понятия прогрессивного и регрессивного сдвигов проблем в последовательности научных теорий. Если рассмотреть наиболее значительные последовательности, имевшие место в истории науки, то видно, что они характеризуются непрерывностью, связывающей их элементы в единое целое. Эта непрерывность есть не что иное, как развитие некоторой исследовательской программы, начало которой может быть положено самыми абстрактными утверждениями. Программа складывается из методологических правил: часть из них-это правила, указывающие каких путей исследования нужно избегать (отрицательная эвристика), другая часть — это правила, указывающие, какие пути надо избирать и как по ним идти (положительная эвристика). ¹³⁴

Даже наука как таковая может рассматриваться как гигантская исследовательская программа, подчиняющаяся основному эвристическому правилу Поппера: «выдвигай гипотезы, имеющие большее эмпирическое содержание, чем у предшествующих». Такие методологические правила, как заметил Поппер, могут формулироваться как метафизические принципы. ¹³⁵ Например, общее правило конвенционалистов, по которому исследователь не должен допускать исключений, может быть записано как метафизический принцип: «Природа не терпит исключений». Вот почему Уоткинс называл такие правила «влиятельной метафизикой». ¹³⁶

Но прежде всего меня интересует не наука в целом, а отдельные исследовательские программы, такие, например, как «картезианская метафизика». Эта метафизика или механистическая картина универсума, согласно которой вселенная есть огромный часовой механизм (и система вихрей), в котором толчок является единственной причиной движения, функционировала как мощный эвристический принцип. Она тормозила разработку научных теорий, подобных ньютоновской теории дальнодействия (в её «эссенциалистском» варианте), которые были несовместимы с ней, выступая как отрицательная эвристика. Но с другой стороны, она стимулировала разработку вспомогательных гипотез, спасающих её от явных противоречий с данными (вроде эллипсов Кеплера), выступая как положительная эвристика. ¹³⁷

А. Отрицательная эвристика: «твёрдое ядро» программы

У всех исследовательских программ есть «твёрдое ядро». Отрицательная эвристика запрещает использовать modus tollens, когда речь идёт об утверждениях, включённых в «твёрдое ядро». Вместо этого, мы должны напрягать нашу изобретательность, чтобы прояснять, развивать уже имеющиеся или выдвигать новые «вспомогательные гипотезы», которые образуют защитный пояс вокруг этого ядра; modus tollens своим острием направляется именно на эти гипотезы. Защитный пояс должен выдержать главный удар со стороны проверок; защищая таким образом окостеневшее ядро, он должен приспосабливаться, переделываться или даже полностью заменяться, если того требуют интересы обороны. Если всё это даёт прогрессивный сдвиг проблем, исследовательская программа может считаться успешной. Она неуспешна, если это приводит к регрессивному сдвигу проблем.

Классический пример успешной исследовательской программы — теория тяготения Ньютона. Быть может, это самая успешная из всех когда-либо существовавших исследовательских программ. Когда она возникла впервые, вокруг неё был океан «аномалий» (если угодно, «контрпримеров»), и она вступала в противоречие с теориями, подтверждающими эти аномалии. Но проявив изумительную изобретательность и блестящее остроумие, ньютонианцы превратили один контрпример за другим в подкрепляющие примеры. И делали они это главным образом за счёт ниспровержения тех исходных «наблюдательных» теорий, на основании которых устанавливались эти «опровергающие» данные. Они «каждую новую трудность превращали в новую победу своей программы». ¹³⁸

Отрицательная эвристика ньютоновской программы запрещала применять modus tollens к трём ньютоновским законам динамики и к его закону тяготения. В силу методологического решения сторонников этой программы это «ядро» полагалось неопровергаемым: считалось, что аномалии должны вести лишь к изменениям «защитного пояса» вспомогательных гипотез и граничных условий ¹³⁹.

Ранее мы рассмотрели схематизированный «микро-пример» ньютоновского прогрессивного сдвига проблем. ¹⁴⁰ Его анализ показывает, что каждый удачный ход в этой игре позволяет предсказать новые факты, увеличивает эмпирическое содержание. Перед нами пример устойчиво прогрессивного теоретического сдвига. Далее, каждое предсказание в конечном счёте подтверждается; хотя, могло бы показаться, что в трёх последних случаях они сразу же «опровергались». ¹⁴¹ Если в наличии «теоретического прогресса» (в указанном здесь смысле) можно убедиться немедленно, то с «эмпирическим прогрессом» дело сложнее.

Работая в рамках исследовательской программы, мы можем впасть в отчаяние от слишком долгой серии «опровержений», прежде чем какие-то остроумные и, главное, удачные вспомогательные гипотезы, позволяющие увеличить эмпирическое содержание, не превратят — задним числом череду поражений в историю громких побед. Это делается либо переоценкой некоторых ложных «фактов», либо введением новых вспомогательных гипотез. Нужно, чтобы каждый следующий шаг исследовательской программы направлялся к увеличению содержания, иными словами, содействовал последовательно прогрессивному теоретическому сдвигу проблем. Кроме того, надо, чтобы, по крайней мере, время от времени это увеличение содержания подкреплялось ретроспективно; программа в целом должна рассматриваться как дискретно прогрессивный эмпирический сдвиг. Это не значит, что каждый шаг на этом пути должен непосредственно вести к наблюдаемому новому факту. Тот смысл, в котором здесь употреблён термин «дискретно», обеспечивает достаточно разумные пределы, в которых может оставаться догматическая приверженность программе, столкнувшаяся с кажущимися «опровержениями».

Идея «отрицательной эвристики» научной исследовательской программы в значительной степени придаёт рациональный смысл классическому конвенционализму. Рациональное решение состоит в том, чтобы не позволить «опровержениям» переносить ложность на твёрдое ядро до тех пор, пока подкреплённое эмпирическое содержание защитного пояса вспомогательных гипотез продолжает увеличиваться. Но наш подход отличается от джастификационистского конвенционализма Пуанкаре тем, что мы предлагаем отказаться от твёрдого ядра в том случае, если программа больше не позволяет предсказывать ранее неизвестные факты. Это означает, что, в отличие от конвенционализма Пуанкаре, мы допускаем возможность того, что при определённых условиях твёрдое ядро, как мы его понимаем, может разрушиться. В этом мы ближе к Дюгему, допускавшему такую возможность. Но если Дюгем видел только эстетические причины такого разрушения, то наша оценка зависит главным образом от логических и эмпирических критериев.

Б. Положительная эвристика: конструкция «защитного пояса» и относительная автономия теоретической науки

Исследовательским программам, наряду с отрицательной, присуща и положительная эвристика.

Даже самые динамичные и последовательно прогрессивные исследовательские программы могут «переварить» свои «контр-примеры» только постепенно.

Аномалии никогда полностью не исчезают. Но не надо думать, будто не получившие объяснения аномалии — «головоломки», как их назвал бы Т. Кун, — берутся наобум, в произвольном порядке, без какого-либо обдуманного плана. Этот план обычно составляется в кабинете теоретика, независимо от известных аномалий. Лишь немногие теоретики, работающие в рамках исследовательской программы, уделяют большое внимание «опровержениям». Они ведут дальновидную исследовательскую политику, позволяющую предвидеть такие «опровержения». Эта политика, или программа исследований, в той или иной степени предполагается положительной эвристикой исследовательской программы. Если отрицательная эвристика определяет «твёрдое ядро» программы, которое, по решению её сторонников, полагается «неопровержимым», то положительная эвристика складывается из ряда доводов, более или менее ясных, и предположений, более или менее вероятных, направленных на то, чтобы изменять и развивать «опровержимые варианты» исследовательской программы, как модифицировать, уточнять «опровержимый» защитный пояс.

Положительная эвристика выручает учёного от замешательства перед океаном аномалий. Положительной эвристикой определяется программа, в которую входит система более сложных моделей реальности; внимание учёного сосредоточено на конструировании моделей, соответствующих тем инструкциям, какие изложены в позитивной части его программы. На известные «контрпримеры» и наличные данные он просто не обращает внимания. ¹⁴²

Ньютон вначале разработал свою программу для планетарной системы с фиксированным точечным центром — Солнцем и единственной точечной планетой. Именно в этой модели был выведен закон обратного квадрата для эллипса Кеплера. Но такая модель запрещалась третьим законом динамики, а потому должна была уступить место другой модели, в которой и Солнце, и планеты вращались вокруг общего центра притяжения. Такое изменение мотивировалось вовсе не наблюдениями (не было «данных», свидетельствующих об аномалии), а теоретическим затруднением в развитии программы. Затем им была разработана программа для большего числа планет так, как если бы существовали только гелиоцентрические и не было бы никаких межпланетных сил притяжения. Затем он разработал модель, в которой Солнце и планеты были уже не точечными массами, а массивными сферами. И для этого изменения ему не были нужны наблюдения каких-то аномалий; ведь бесконечные значения плотности запрещались, хотя и в неявной форме, исходными принципами теории, поэтому планеты и Солнце должны были обрести объём.

Это повлекло за собой серьёзные математические трудности, задержавшие публикацию «Начал» более чем на десять лет. Решив эту «головоломку», он приступил к работе над моделью с «вращающимися сферами» и их колебаниями. Затем в модель были введены межпланетные силы и начата работа над решением задач с возмущениями орбит.

С этого момента взгляд Ньютона на факты стал более тревожным. Многие факты прекрасно объяснялись его моделями (качественным образом), но другие не укладывались в схему объяснения. Именно тогда он начал работать с моделями деформированных, а не строго шарообразных планет, и так далее.

Ньютон презирал тех, кто подобно Р. Гуку застревал на первой наивной модели и не обладали ни достаточными способностями, ни упорством, чтобы развить её в исследовательскую программу, полагая, что уже первый вариант и образует «научное открытие». Сам он воздерживался от публикаций до тех пор, пока его программа не пришла к состоянию замечательного прогрессивного сдвига. ¹⁴³

Большинство (если не все) «головоломок» Ньютона, решение которых давало каждый раз новую модель, приходившую на место предыдущей, можно было предвидеть ещё в рамках первой наивной модели; нет сомнения, что сам Ньютон и его коллеги предвидели их. Очевидная ложность первой модели не могла быть тайной для Ньютона. ¹⁴⁴

Именно этот факт лучше всего говорит о существовании положительной эвристики исследовательской программы, о «моделях», с помощью которых происходит её развитие. «Модель» — это множество граничных условий (возможно, вместе с некоторыми «наблюдательными» теориями), о которых известно, что они должны быть заменены в ходе дальнейшего развития программы. Более или менее известно даже каким способом. Это ещё раз говорит о том, какую незначительную роль в исследовательской программе играют «опровержения» какой-либо конкретной модели; они полностью предвидимы, и положительная эвристика является стратегией этого предвидения и дальнейшего «переваривания». Если положительная эвристика ясно определена, то трудности программы имеют скорее математический, чем эмпирический характер. ¹⁴⁵

«Положительная эвристика» исследовательской программы также может быть сформулирована как «метафизический принцип». Например, ньютоновскую программу можно изложить в такой формуле: «Планеты — это вращающиеся волчки приблизительно сферической формы, притягивающиеся друг к другу». Этому принципу никто и никогда в точности не следовал: планеты обладают не одними только гравитационными свойствами, у них есть, например, электромагнитные характеристики, влияющие на движение. Поэтому положительная эвристика является, вообще говоря, более гибкой, чем отрицательная. Более того, время от времени случается, что, когда исследовательская программа вступает в регрессивную фазу, то маленькая революция или творческий толчок в её положительной эвристике может снова подвинуть её е сторону прогрессивного сдвига. ¹⁴⁶

Поэтому лучше отделить «твёрдое ядро» от более гибких метафизических принципов, выражающие положительную эвристику.

Наши рассуждения показывают, что положительная эвристика играет первую скрипку в развитии исследовательской программы при почти полном игнорировании «опровержений»; может даже возникнуть впечатление, что как раз «верификации», а не опровержения создают точки соприкосновения с реальностью. ¹⁴⁷ Хотя надо заметить, что любая «верификация» n + 1 варианта программы является опровержением n-того варианта, но ведь нельзя отрицать, что некоторые неудачи последующих вариантов всегда можно предвидеть. Именно «верификации» поддерживают продолжение работы программы, несмотря на непокорные примеры.

Мы можем оценивать исследовательские программы даже после их «элиминации» по их эвристической силе: сколько новых фактов они дают, насколько велика их способность «объяснить опровержения в процессе роста?» ¹⁴⁸ (Мы можем также оценить их по тем стимулам, какие они дают математике. Действительные трудности учёных-теоретиков проистекают скорее из математических трудностей программы, чем из аномалий. Величие ньютоновской программы в значительной мере определяется тем, что ньютонианцы развили классическое исчисление бесконечно малых величин, что было решающей предпосылкой её успеха).

Таким образом, методология научных исследовательских программ объясняет относительную автономию теоретической науки: исторический факт, рациональное объяснение которому не смог дать ранний фальсификационизм. То, какие проблемы подлежат рациональному выбору учёных, работающих в рамках мощных исследовательских программ, зависит в большей степени от положительной эвристики программы, чем от психологически неприятных, но технически неизбежных аномалий. Аномалии регистрируются, но затем о них стараются забыть, в надежде что придёт время и они обратятся в подкрепления программы. Повышенная чувствительность к аномалиям свойственна только тем учёным, кто занимается упражнениями в духе теории проб и ошибок или работает в регрессивной фазе исследовательской программы, когда положительная эвристика исчерпала свои ресурсы. (Всё это, конечно, должно звучать дико для наивного фальсификациониста, полагающего, что раз теория «опровергнута» экспериментом (то есть высшей для него инстанцией), то было бы нерационально, да к тому же и бессовестно, развивать её в дальнейшем, а надо заменить старую пока ещё неопровергнутой, новой теорией).

В. Две иллюстрации: Проут и Бор

Диалектику положительной и отрицательной эвристики в исследовательской программе лучше всего показать на примерах. Поэтому я обрисую некоторые аспекты двух исследовательских программ, добившихся впечатляющих успехов: программы Проута, в основе которой была идея о том, что все атомы состоят из атомов водорода, и программы Бора с её основной идеей о том, что световое излучение производится электроном, перескакивающим с одной внутриатомной орбиты на другую.

(Приступая к написанию исторического очерка, следует, полагаю, придерживаться следующей процедуры: 1) произвести рациональную реконструкцию данного события; 2) попытаться сопоставить эту рациональную реконструкцию с действительной историей, чтобы подвергнуть критике как рациональную реконструкцию — за недостаток историчности, — так и действительную историю — за недостаток рациональности. Поэтому всякому историческому исследованию должна предшествовать эвристическая проработка: история науки без философии науки слепа. Но здесь я не могу позволить себе подробно останавливаться на второй стадии этой процедуры.

(Здесь И. Лакатос напоминает об афоризме, которым открывается его статья «История науки и её рациональные реконструкции»: «Философия науки без истории науки пуста; история науки без философии науки слепа». Этот парафраз кантовского изречения многократно цитировался и стал уже ассоциироваться с именем Лакатоса и его концепцией научной рациональности, проходящей постоянную проверку через сопоставление с историко-научными данными. Однако фраза эта была ходячей в среде европейских философов науки и не является каким-то изобретением Лакатоса. Одновременно с Лакатосом этот афоризм вводил в обращение К. Хюбнер (см. Хюбнер К. Цит. соч. С. 115); впрочем, он перекликается с высказыванием А. Эйнштейна о связи между наукой и теорией познания: «Замечательный характер имеет взаимосвязь, существующая между наукой и теорией познания. Они зависят друг от друга. Теория познания без соприкосновения с наукой вырождается в пустую схему. Наука без теории познания (насколько это вообще мыслимо) становится примитивной и путаной» (Эйнштейн А.Сборник научных трудов. Т. 4. — М., 1967. С. 310). — Прим. пер.)

В 1. Проут: исследовательская программа, прогрессирующая в океане аномалий

В анонимной статье 1815 года Проут выдвинул утверждение о том, что атомные веса всех чистых химических элементов являются целыми числами. Он очень хорошо знал об огромном количестве аномалий, но говорил, что эти аномалии возникают потому, что обыкновенно употребляемые химические вещества не были достаточно чистыми. Другими словами, соответствующая «экспериментальная техника» того времени была ненадёжной; в принятой нами терминологии можно было бы сказать, что современные Проуту «наблюдательные» теории, на основании которых устанавливались значения истинности базисных предложений его теории, были ложными. ¹⁴⁹ Сторонники теории Проута поэтому были вынуждены заняться весьма нелегким делом: показать несостоятельность теорий, выступающих основаниями для контрпримеров. Для этого требовалось ни много, ни мало — революционизировать признанную в то время аналитическую химию, чтобы на новой основе изменить экспериментальную технику, с помощью которой выделялись чистые химические элементы. ¹⁵⁰

Теория Проута, по сути дела, опровергала одну за другой теории, ранее применявшиеся в очистке химических веществ. Но при этом некоторые химики, не выдерживая напряжения, отказывались от новой исследовательской программы, первые успехи которой ещё никак нельзя было назвать окончательной победой. Например, Стас, доведённый до отчаяния некоторыми упрямыми, не поддающимися объяснению фактами, в 1860 году пришёл к выводу, что теория Проута лишена «каких-либо оснований». ¹⁵¹ В то же время другие химики находились под большим впечатлением от успехов теории и не слишком горевали от того, что успех не был полным.

Например, Мариньяк немедленно парировал выводы Стаса: «Хотя эксперименты Стаса отличаются вполне удовлетворительной точностью, всё же нет доказательств против того, что различия, имеющие место между его результатами и следствиями из закона Проута, могут быть объяснены несовершенством экспериментальных методов». ¹⁵² Как заметил Крукс в 1886 году, «немало химиков с безупречной репутацией верили в то, что здесь (в теории Проута) истина заслонена некоторыми остаточными или побочными явлениями, которые пока ещё не удалось элиминировать». ¹⁵³ Это значило, что в «наблюдательных» теориях, на которых основывалась «экспериментальная техника» химической очистки и с помощью которых вычислялись атомные веса, должны были иметься какие-то неявные дополнительные ложные допущения. По мнению Крукса, даже в 1886 году «некоторые атомные веса выражались просто средними значениями». ¹⁵⁴

Сам Крукс подошёл к этой идее, придав ей научную форму (обеспечивающую увеличение содержания): он предложил новые конкретные теории «фракционирования», нового «разделяющего Демона». ¹⁵⁵ Но, увы, эти новые «наблюдательные» теории были столь же ложными, сколь смелыми, и не оказавшись в состоянии предсказывать какие-либо новые факты, они были элиминированы из (рационально реконструированной) истории науки.

Следующим поколениям химиков удалось обнаружить весьма существенное скрытое допущение, вводившее в заблуждение исследователей; оно состояло в том, что два химически чистых элемента могут быть разделены только химическими методами. Идея о том, что два различных химически чистых элемента могут вести себя одинаково во всех химических реакциях, но могут быть разделены физическими методами, требовала изменения, «растяжки», понятия «чистый элемент», что влекло за собой и понятийную «растяжку», расширение самой исследовательской программы. ¹⁵⁶ Этот революционный, в высшей степени творческий сдвиг был сделан только школой Резерфорда; ¹⁵⁷ лишь «после многих превратностей и самых убедительных опровержений эта гипотеза, столь блестяще выдвинутая Проутом, эдинбургским физиком в 1815 году, спустя сто лет стала краеугольным камнем современных теорий строения атомов». ¹⁵⁸ Однако этот творческий прорыв фактически был только побочным результатом прогресса в иной, достаточно далёкой, исследовательской программе; сами же сторонники Проута, не имея этого внешнего стимула, даже не пытались, напримр, построить мощные центрифуги — механизмы для разделения элементов.

Когда «наблюдательные» или «интерпретативные» теории в конце концов элиминируются, то «точные» измерения, проводившиеся на основании невыгодных понятийных каркасов, выглядят — задним числом — скорее забавными. Содди высмеивал «экспериментальную точность», если она является самоцелью: «Есть что-то трагичное, если не трагикомичное, в судьбе выдающейся плеяды химиков XIX века, по праву почитавшихся современниками за высшее мастерство и совершенство точных научных измерений. Ставшие делом их жизни, с таким трудом добытые результаты, по крайней мере на сегодня, выглядят столь же значимыми и интересными как, например, вычисления среднего веса в коллекции бутылок, одни из которых полные, а другие — более или менее пустые». ¹⁵⁹

Следует подчеркнуть, что в свете методологии исследовательских программ, предложенной здесь, никогда не было рациональных причин, по которым могла бы быть элиминирована программа Проута. Эта программа дала превосходный прогрессивный сдвиг, хотя и сталкивалась с серьёзными препятствиями. ¹⁶⁰ Этот эпизод показывает, как исследовательская программа может бросить вызов внушительному массиву признанного научного знания: она подобна растению, высаженному на неблагоприятной почве, которую затем постепенно преобразует и подчиняет себе.

История программы Проута также очень хорошо показывает, как прогресс науки тормозится джастификационизмом и наивным фальсификационизмом. (Обе эти концепции были на вооружении тех, кто выступал против атомной теории в XIX веке). Исследование этого специфического влияния плохой методологии науки может стать благодарной задачей историка науки.

В 2. Бор: исследовательская программа, прогрессирующая на противоречивых основаниях

Краткий очерк исследовательской программы Бора (ранней квантовой физики) послужит дальнейшей иллюстрацией и расширением нашего тезиса. ¹⁶¹

Повествование об исследовательской программе Бора должно включать:

1. Изложение исходной проблемы.
2. Указание отрицательной и положительной эвристики.
3. Проблемы, которые предполагалось решить в ходе её развития.
4. Указание момента, с какого началась её регрессия (если угодно, «точки насыщения»).
5. Программу, пришедшую ей на смену.

Исходная проблема представляла собой загадку: каким образом атомы Резерфорда, то есть мельчайшие планетарные системы с электронами, вращающимися вокруг положительных ядер) могут оставаться устойчивыми; дело в том, что, согласно хорошо подкреплённой теории электромагнитизма Максвелла-Лоренца, такие системы должны коллапсировать.

Однако теория Резерфорда также была хорошо подкреплена. Идея Бора заключалась в том, чтобы не обращать внимания на противоречие и сознательно развить исследовательскую программу, «опровержимые» версии которой несовместимы с теорией Максвелла-Лоренца. ¹⁶² Он предложил пять постулатов, ставших твёрдым ядром его программы:

1. Испускание (или поглощение) энергии происходит не непрерывно, как это принимается в обычной электродинамике, а только при переходе системы из одного «стационарного» состояния в другое.
2. Динамическое равновесие системы в стационарных состояниях определяется обычными законами механики, тогда как для перехода системы между различными стационарными состояниями эти законы недействительны.
3. Испускаемое при переходе системы из одного стационарного состояния в другое излучение монохроматично и соотношение между его частотой v и общим количеством излученной энергии Е даётся равенством Е = hv, где h-постоянная Планка.
4. Различные стационарные состояния простой системы, состоящей из вращающегося вокруг положительного ядра электрона, определяются из условия, что отношение между общей энергией, испущенной при образовании данной конфигурации, и числом оборотов электронов является целым кратным h/2. Предположение о том, что орбита электрона круговая, равнозначно требованию, чтобы момент импульса вращающегося вокруг ядра электрона был бы целым кратным h/2n.
5. «Основное» состояние любой атомной системы, то есть состояние, при котором излученная энергия максимальна, определяется из условия, чтобы момент импульса каждого электрона относительно центра его орбиты равнялся h/2n. ¹⁶³

Мы должны видеть решительное различие, имеющее важный методологический смысл, между тем конфликтом, в котором оказались программа Проута и современное ему химическое знание, и конфликтом с современной физикой, в какой вступила программа Бора.

Исследовательская программа Проута объявила войну аналитической химии своего времени: её положительная эвристика имела назначение разгромить своего противника и вытеснить его с занимаемых позиций. Программа Бора не имела подобной цели. Её положительная эвристика, как бы ни была она успешна, всё же заключала в себе противоречие с теорией Максвелла-Лоренца, оставляя его неразрешённым. ¹⁶⁴ Чтобы решиться на такое, нужна была смелость даже большая, чем у Проута; Эйнштейн мучился подобной идеей, но посчитал её неприемлемой и отказался от неё. ¹⁶⁵

Мы видим, что некоторые из самых значительных исследовательских программ в истории науки были привиты к предшествующим программам, с которыми находились в вопиющем противоречии.

Например, астрономия Коперника была «привита» к физике Аристотеля, программа Бора — к физике Максвелла. Джастификационист или наивный фальсификационист назовёт такие «прививки» иррациональными, поскольку не допускают и мысли о росте знания на противоречивой основе. Поэтому они обычно прибегают к уловкам ad hoc, наподобие теории Галилея о круговой инерции или принципа соответствия, а затем и принципа дополнительности Бора, единственной целью которых является сокрытие этого «порока». ¹⁶⁶

Когда же росток привитой программы войдёт в силу, приходит конец мирному сосуществованию, симбиоз сменяется конкуренцией, и сторонники новой программы пытаются совершенно вытеснить старую.

Очень возможно, что успех его «привитой программы» позднее подтолкнул Бора к мысли, что противоречия в основаниях исследовательской программы могут и даже должны быть возведены в принцип, что такие противоречия не должны слишком заботить исследователя, что к ним можно просто привыкнуть. В 1922 году Н. Бор пытался снизить стандарты научного критицизма: «Самое большее, чего можно требовать от теории (то есть программы), — чтобы (устанавливаемые ею) классификации могли быть продвинуты достаточно далеко, с тем, что область наблюдаемого расширялась бы предсказаниями новых явлений». ¹⁶⁷ (Это высказывание Бора напоминает фразу Даламбера, обнаружившего противоречивость оснований исчисления бесконечно малых величин: «Allez en avant et la foi vous viendra». («Шагайте дальше и вы обретете веру» [фр.] — Прим. пер.) Маргенау замечает: «Можно понять тех, кто воодушевляясь успехами теории, закрывает глаза на уродство её архитектуры; атомная теория Бора — это башенка в стиле барокко на готическом основании классической электродинамики». ¹⁶⁸

Однако в действительности эти архитектурные «уродства» ни для кого не были «тайной», все видели их, но сознательно игнорировали — кто в большей, кто в меньшей степени — пока программа развивалась прогрессивно. ¹⁶⁹

С точки зрения методологии исследовательских программ, такое отношение рационально, но только до того момента, когда стадия прогресса заканчивается: после этого апологетика «уродства» становится иррациональной.

Надо отметить, что в 1930–1940 годы Бор отказался от требования «новизны явлений» и был готов признать «единственной возможностью согласовывать многообразный материал из области атомных явлений, накапливавшийся день ото дня при исследовании этой новой отрасли знаний». ¹⁷⁰ Это означает, что Бор отступил на позицию «спасения явлений», в то время как Эйнштейн саркастически подчёркивал, что «нет такой теории, символы которой кто-то не смог бы подходящим способом увязать с наблюдаемыми величинами».) ¹⁷¹

Однако непротиворечивость в точном смысле этого термина ¹⁷² — должна оставаться наиболее важным регулятивным, принципом (стоящим вне и выше требования прогрессивного сдвига проблем); обнаружение противоречий должно рассматриваться как проблема. Причина проста. Если цель науки-истина, наука должна добиваться непротиворечивости; отказываясь от непротиворечивости, наука отказалась бы и от истины. Утверждать, что «мы должны умерить нашу требовательность», ¹⁷³ то есть соглашаться с противоречиями — слабыми или сильными — значит предаваться методологическому пороку. С другой стороны, из этого не следует, что как только противоречие — или аномалия — обнаружено, развитие программы должно немедленно приостанавливаться; разумный выход может быть в другом: устроить для данного противоречия временный карантин при помощи гипотез ad hoc и довериться положительной эвристике программ. Именно так поступали даже математики, как свидетельствуют примеры первых вариантов исчисления бесконечно малых и наивной теории множеств. ¹⁷⁴

С этой точки зрения, интересно отметить двойственную роль, какую «принцип соответствия» Бора играл в его программе. С одной стороны, это был важный эвристический принцип, способствовавший выдвижению множества новых научных гипотез, позволявших, в свою очередь, обнаруживать новые факты, особенно в области интенсивности спектральных линий. ¹⁷⁵ С другой стороны, он выступал в роли защитного механизма, позволявшего «до предела использовать понятия классических теорий — механики и электродинамики — несмотря на противоположность между этими теориями и квантом действия» ¹⁷⁶ вместо того, чтобы настаивать на безотлагательной унификации программы. В этой второй роли принцип соответствия уменьшал степень проблематичности боровской программы. ¹⁷⁷

(Роли противоречий в структуре развивающегося научного знания посвящена огромная литература. К сожалению, качество этой литературы значительно ниже количественного показателя. Простая и чёткая формула И. Лакатоса «Обнаружение противоречий должно рассматриваться как проблема» допускает, по меньшей мере, три основных трактовки: обнаруженное противоречие проблематизирует функционирование теории в системе научного знания, стимулирует поиск разрешения этого противоречия, в том числе за счёт выдвижения новых, альтернативных теорий, или за счёт «улучшения» той теории, которая «поражена» противоречием; обнаруженное противоречие «локализуется» (введением специальных ограничений, применением особых логических правил вывода и др.), «помещённое в карантин» противоречие не мешает теории работать, если эта работа даёт положительные результаты; обнаруженное противоречие радостно приветствуется как свидетельство того, что научная теория помогла раскрыть «глубинное противоречие» той объектной области, ради исследования которой конструировалась. Последняя трактовка имеет сторонников среди некоторых философов, упрощённо усвоивших уроки диалектики; однако в среде учёных редко встретишь энтузиастов подобной идеи. И. Лакатос особенно интересовался первой трактовкой; то, что противоречивые теории не отбрасываются, а исследовательские программы, включающие эти теории, продолжают использовать свой потенциал положительной эвристики, по его мнению свидетельствовало о принципиальной ограниченности такой теории научной рациональности, которая не желает считаться с фактами реальной научной истории и практики, догматически настаивая на безусловном выполнении требований логики — анафематствования противоречия. Теория рациональности не сводится к логике — в этом и состоит один из наиболее важных уроков, которые методологическая концепция должна усвоить из обращения к истории науки, да и ко всей реальности, в которой происходит процесс научного познания. Таков вывод И. Лакатоса. Однако этот вывод не закрывает, а напротив, открывает дискуссию о научной рациональности и её теоретическом исследовании. И. Лакатос не мог бы согласиться с мнением П. Фейерабенда о том, что научная практика способна вообще игнорировать логику, когда это идёт «на пользу дела» (см. Feyerabend P. In Defence of Aristotle: Comments on the Condition of Content Increase. // Progress and Rationality in Science, Dordrecht et a., 1978). Приоткрыв врата рационалистической цитадели для того, что «сверх логики», философ рискует впустить в крепость то, что её разрушит. Как избежать этой опасности?»Утончённый фальсификационизм» или методология научно-исследовательских программ — это попытка ответить на этот вопрос. Как свидетельствует развитие современной философии науки, вопрос остался открытым, но его дальнейшее обсуждение немыслимо без проделанной И. Лакатосом работы. — Прим. пер.)

Разумеется, исследовательская программа квантовой теории в целом была «привитой программой» и поэтому вызывала неприязнь у физиков с глубоко консервативными взглядами, например, у Планка. По отношению к «привитой программе» вообще возможны две крайние и равно нерациональные позиции.

Консервативная позиция заключается в том, что развитие новой программы должно быть приостановлено до тех пор, пока не будет каким-то образом устранено противоречие со старой программой, затрагивающее основания обеих программ: работать с противоречивыми основаниями иррационально. «Консерваторы» направляют основные усилия на устранение противоречия, пытаясь объяснить (аппроксимативно) постулаты новой программы, исходя из понятий старой программы; они находят иррациональным развитие новой программы, пока попытки такой редукции не завершатся успешно. Планк избрал именно такой путь.

Успеха он не достиг, несмотря на десять лет тяжёлого труда. ¹⁷⁸ Поэтому замечание М. Лауэ о том, что 14 декабря 1990 года, когда был прочитан знаменитый доклад Планка, следует считать «днем рождения квантовой теории», не совсем верно; этот день был днём рождения редукционной программы Планка.

Решение идти вперёд, допуская хотя бы временно противоречие в основаниях, было принято Эйнштейном в 1905 году, но даже он заколебался, когда в 1913 году Бор снова вышел вперёд.

Анархическая позиция по отношению к привитым программам заключается в том, что анархия в основаниях возводится в ранг добродетели, а (слабое) противоречие понимается либо как фундаментальное природное свойство, либо как показатель конечной ограниченности человеческого познания; такая позиция была характерна для некоторых последователей Бора.

Рациональная позиция лучше всего представлена Ньютоном, который некогда стоял перед проблемами, в известном смысле похожими на обсуждаемую.

Картезианская механика толчка, к которой была первоначально привита механика Ньютона, находилась в (слабом) противоречии с ньютоновской теорией гравитации. Ньютон работал как над своей положительной эвристикой (и добивался успеха), так и над редукционистской программой (без успеха), за что его критиковали и картезианцы, например, Гюйгенс, считавшие неразумной тратой времени разработку «непостижимой» программы, и некоторые ученики, которые, подобно Коутсу, полагали, что это противоречие не является столь уж серьёзной проблемой. ¹⁷⁹

Таким образом, рациональная позиция по отношению к «привитым» программам состоит в том, чтобы использовать их эвристический потенциал, но не смиряться с хаосом в основаниях, из которых они произрастают. «Старая» (до 1925 года) квантовая теория в основном подчинялась именно такой установке. После 1925 года «новая» квантовая теория перешла на «анархистскую позицию», а современная квантовая физика в её «копенгагенской» интерпретации стала одним из главных оплотов философского обскурантизма.

В этой новой теории пресловутый «принцип дополнительности» Бора возвёл (слабое) противоречие в статус фундаментальной и фактуально достоверной характеристики природы и свел субъективистский позитивизм с аналогичной диалектикой и даже философией повседневного языка в единый порочный альянс. Начиная с 1925 года Бор и его единомышленники пошли на новое и беспрецедентное снижение критических стандартов для научных теорий. Разум в современной физике отступил и воцарился анархистский культ невообразимого хаоса. Эйнштейн был против: «Философия успокоения Гейзенберга-Бора или религия? — так тонко придумана, что предоставляет верующему до поры до времени мягкую подушку, с которой не так легко спугнуть его». ¹⁸⁰ Однако, с другой стороны, слишком высокие стандарты Эйнштейна, быть может, не позволили ему создать (или опубликовать?) модель атома, наподобие боровской, и волновую механику.

Эйнштейну и его сторонникам не удалось победить в этой борьбе. Сегодняшние учебники физики наперебой твердят нечто вроде следующего: «Квантовая и электромагнитно-полевая концепции дополнительны в смысле Бора. Эта дополнительность — одно из величайших достижений натуральной философии. Копенгагенская интерпретация квантовой теории разрешила древний конфликт между корпускулярной и волновой теориями света. Эта контроверза пронизала всю историю оптики: от Герона из Александрии, указавшего прямолинейность распространения света и геометрические свойства процессов отражения (I век Новой эры) к Юнгу и Максвеллу, исследовавшим интерференцию и волновые свойства (XIX век). Лишь в первой половине XX века квантовая теория излучения, вполне по-гегелевски, полностью разрешила этот спор». ¹⁸¹

Теперь вернёмся к логике открытия старой квантовой теории, в частности, остановимся подробнее на её положительной эвристике. По замыслу Бора, вначале должна была войти в игру теория атома водорода. Его первая модель состояла из ядра-протона и электрона на круговой орбите; во второй модели он вычислил эмпирическую орбиту электрона в фиксированной плоскости; затем он отказывается от явно искусственных ограничений, связанных с неподвижностью ядра и фиксированностью плоскости вращения электрона; далее, он хотел учесть возможность вращения (спин) электрона; ¹⁸² затем он надеялся распространить свою программу на структуру сложных атомов и молекул, учитывая воздействие на них электромагнитных полей, и так далее. Этот замысел существовал с самого начала: идея аналогии между строением атома и планетарной системой уже намечала в общих чертах весьма обнадёживающую, хотя длительную и нелёгкую, программу исследований и даже указывала достаточно ясные принципы, которыми эта программа должна была руководствоваться. ¹⁸³ «В 1913 году казалось, что тем самым найден подходящий ключ к проблеме спектра, и нужны только время и терпение, чтобы разрешить эту проблему окончательно». ¹⁸⁴

Знаменитая статья Н. Бора 1913 года была первым шагом в реализации этой исследовательской программы. В ней содержалась первая модель (обозначим её M 1), которая уже была способна предсказывать факты, до этого не предсказуемые ни одной из предшествующих теорий: длины волн спектральных линий водорода (в ультрафиолетовой и дальней инфракрасной областях). Хотя некоторые длины волн водородного спектра были известны до 1913 года (серии Бальмера в 1885 году и серии Пашена в 1908 году), теория Бора предсказывала значительно больше, чем следовало из этих известный серий. Опыты вскоре подкрепили это новое содержание теории: дополнительные боровские серии были открыты Лайманом (1914), Брэккетом (1922) и Пфундом (1924).

Поскольку серии Бальмера и Пашена были известны до 1913 года, некоторые историки видят в этом пример бэконовского «индуктивного восхождения»:

1. Хаос спектральных линий.
2. «Эмпирический закон» (Бальмер).
3. Теоретическое объяснение (Бор).

Это сильно напоминает три «этажа» Уэвелла. Но прогресс науки, наверняка, был бы замедлен, если полагаться на набивший оскомину метод проб и ошибок остроумного швейцарского школьного учителя: магистраль научной абстрагирующей мысли, проложенная смелыми умозрениями Планка, Резерфорда, Эйнштейна и Бора, дедуктивным образом привела бы к результатам Бальмера как к проверочным предложениям по отношению к их теориям, обходясь без так называемого «первопроходчества» Бальмера. Рациональная реконструкция истории науки не обещает авторам «наивных догадок» достойного вознаграждения за их муки. ¹⁸⁵

На самом деле проблема Бора заключалась не в том, чтобы объяснить серии Бальмера и Пашена, а в том, чтобы объяснить парадоксальную устойчивость атома Резерфорда. Более того, Бор даже не знал об этих формулах до того, как была написана первая версия его статьи. ¹⁸⁶

Не все новое содержание первой боровской модели M 1 нашло подкрепление. Например, M 1 претендовала на предсказание всех спектральных линий водорода. Однако были получены экспериментальные свидетельства о таких водородных сериях, которых не могло быть по боровской M 1. Это были аномальные ультрафиолетовые серии Пикеринга-Фаулера.

Пикеринг нашёл эти серии в 1896 году в спектре звезды t Кормы. Фаулер, после того как первый член серии был подтверждён также наблюдениями во время солнечного затмения в 1898 году, получил всю серию в экспериментах с разрядной трубкой, содержащей смесь водорода и гелия. Конечно, можно было предположить, что линии-монстры не имели ничего общего с водородом, поскольку и Солнце, и звезда t Кормы содержат множество газов, а разрядная трубка содержала также гелий. И в самом деле серия не могла быть получена в трубке с чистым водородом. Но «экспериментальная техника» Пикеринга и Фаулера, с помощью которой была фальсифицирована гипотеза Бальмера, имела достаточно разумное, хотя никогда специально не проверявшееся, теоретическое основание:

• а) их серии имели то же число схождения, что в серии Бальмера, и, следовательно, могли считаться водородными сериями;
• б) Фаулер дал приемлемое объяснение, почему гелий не должен приниматься в расчёт при образовании этих серий. ¹⁸⁷

Однако результаты «авторитетных экспериментаторов» не произвели на Бора особого впечатления. Он не сомневался в «точности экспериментов» или «осуществимости их наблюдений»: под сомнение была поставлена «наблюдательная теория». И, действительно, Бор предложил альтернативу. Вначале он разработал новую модель (M 1) своей исследовательской программы: ионизованный атом гелия, ядро которого имело заряд равный удвоенному заряду протона, с единственным электроном на орбите. Эта модель предсказывал ультрафиолетовые серии в спектре ионизованного гелия, которые совпадали с сериями Пикеринга-Фаулера. Это уже была соперничающая теория. Затем он предложил «решающий эксперимент»: он предсказал, что серии Фаулера могут быть получены — и даже с более сильными линиями — разрядной трубке со смесью хлора и гелия. Более того, Бор объяснил экспериментаторам, даже не взглянув на их приборы, каталитическую роль водорода в эксперименте Фаулера и хлора в предложенном им самим эксперименте. ¹⁸⁸ И он был прав. ¹⁸⁹ Таким образом первое очевидное поражение исследовательской программы Бора было превращено в славную победу.

Однако эта победа была вскоре оспорена. Фаулер признал, что его серии относились не к водороду, а к гелию. Но он заметил, что «укрощение монстра» (monster-adjustment) ¹⁹⁰ нельзя признать действительным: длины волн в сериях Фаулера значительно отличались от значений, предсказанных Mg Бора. Следовательно, эти серии, хотя не противоречили M 1, опровергали М 2, но так как M 1 и М 3 тесно связаны между собой, то это опровергает и M 1. ¹⁹¹

Бор отверг аргументы Фаулера: ну, разумеется, ведь он никогда не относился к М 2 с полной серьёзностью. Предсказанные им значения основывались на грубых подсчётах, в основу которых было положено вращение электрона вокруг неподвижного ядра; разумеется, на самом деле электрон вращается вокруг общего центра тяжести; разумеется, как всегда, когда решается проблема двух тел, нужно заменить редуцироанную массу: me’ = me/ [1 + (me/mn)]. ¹⁹² Это была уже модифицированная модель Бора — М 3. И Фаулер должен был признать, что Бор опять прав. ¹⁹³

Явное опроверждение M 2 превратилось в победу М 3; стало ясно, что М 2 и М 3 могли быть разработаны в рамках исследовательской программы Бора, как и Мn или Мао, без каких бы то ни было стимулов со стороны наблюдения или эксперимента. Именно в это время Эйнштейн сказал о теории Бора: «Это одно из величайших открытий». ¹⁹⁴

Развитие исследовательской программы Бора затем шло как по заранее намеченному плану. Следующим шагом было вычисление эллиптических орбит. Это было сделано Зоммерфельдом в 1915 году с тем (неожиданным) результатом, что возрастание числа стационарных (возможных) орбит не вело к увеличению числа возможных энергетических уровней, так что, по видимости, не было возможности решающего эксперимента, способного выбрать между эллиптической и круговой теориями. Однако электроны вращались вокруг ядра с очень высокой скоростью, следовательно, в соответствии с механикой Эйнштейна, их ускорение приводило к заметному изменению массы. Действительно, вычисляя такие релятивистские поправки, Зоммерфельд получил новый порядок энергетических уровней и «тонкую структуру» спектра. ¹⁹⁵

Переключение на новую релятивистскую модель потребовало значительно большей математической изощрённости и таланта, чем разработка нескольких первых моделей. Достижение Зоммерфельда носило главным образом математический характер.

По иронии судьбы, дублеты водородного спектра уже были открыты Майкельсоном в 1891 году. ¹⁹⁶ Мозли сразу же после первой публикации Бора заметил, что «гипотеза Бора не может объяснить появление второй, более слабой линии, обнаруживаемой в каждом спектре». ¹⁹⁷ Это также не огорчило Бора, он был убеждён, что положительная эвристика его исследовательской программы должна рано или поздно объяснить и даже исправить наблюдения Майкельсона. ¹⁹⁸ Так и произошло. Конечно, теория Зоммерфельда была несовместима с первыми моделями Бора; более тонкие эксперименты — с исправленными старыми наблюдениями — дали решающие доказательства в пользу боровской программы. Многие недостатки первых моделей Бора были превращены Зоммерфельдом и его мюнхенской школой в победы исследовательской программы Бора.

Интересно, что точно так же, как Эйнштейн на фоне впечатляющего прогресса квантовой физики в 1913 году остановился в нерешительности, Бор притормозил в 1916 году; и также, как ранее Бор перехватил инициативу у Эйнштейна, теперь Зоммерфельд перехватил инициативу у самого Бора.

Различие между атмосферой копенгагенской школы Бора и мюнхенской школы Зоммерфельда было очевидным: «В Мюнхене использовались более конкретные и потому более понятные формулировки: там были достигнуты большие успехи в систематизации спектров и в применении векторной модели. Но в Копенгагене полагали, что адекватный язык для новых явлений ещё не найден, были сдержаны по отношению к слишком определённым формулировкам, выражались более осторожно и более общо — поэтому их было гораздо труднее понять». ¹⁹⁹

Все это показывает, как наличие прогрессивного сдвига обеспечивает доверие-и рациональность — по отношению к исследовательской программе с противоречием в основаниях. М. Борн в статье, посвящённой памяти М. Планка, даёт убедительное описание этого процесса: «Разумеется, само по себе введение кванта действия ещё не означало возникновения истинной квантовой теории… Трудности, вызываемые введением кванта действия в общепризнанную классическую теорию, были ясны с самого начала. Со временем они не уменьшались, а возрастали; хотя по ходу исследований кое-какие из них преодолевались, в теории всё равно зияли бреши, которые не могли не тревожить самокритичных теоретиков. В основу теории Бора легла гипотеза, которая несомненно была. бы отвергнута любым физиком предшествующего поколения. С тем, что некоторые внутриатомные квантованные (то есть выделенные квантовым принципом) орбиты играют особую роль, ещё можно было смириться; труднее было согласиться с тем, что электроны, движущиеся с ускорением по криволинейным траекториям, не излучают энергию. Но допущение о том, что точно определённая частота излучаемого кванта световой энергии должна отличаться от частоты излучения электрона, в глазах теоретика, воспитанного в классической школе, выглядело невероятным монстром. Тем не менее, вычисления, а точнее сказать, прогрессивные сдвиги проблем, решают все, и столы начинают вертеться. Если вначале это выглядело как остроумный приём, с помощью которого новый и странный элемент с наименьшим трением подгонялся под существующую систему общепринятых представлений, то затем, захватчик, освоив чужую территорию, стал изгонять с неё прежних обитателей; теперь уже ясно, что старая система треснула по швам, и вопрос только в том, какие швы и в какой мере ещё можно сохранить». ²⁰⁰

Важным уроком анализа исследовательских программ является тот факт, что лишь немногие эксперименты имеют действительное значение для их развития. Проверки и «опровержения» обычно дают физику-теоретику столь тривиальные эвристические подсказки, что крупномасштабные проверки или слишком большая суета вокруг уже полученных данных часто бывают лишь потерей времени. Чтобы понять, что теория нуждается в замене, как правило, не нужны никакие опровержения; положительная эвристика сама ведёт вперёд, прокладывая себе дорогу. К тому же, прибегать к жёстким «опровергающим интерпретациям», когда речь идёт о совсем юной программе, — это опасная методологическая черствость. Первые варианты такой программы и применяться-то могут только к «идеальным», несуществующим объектам; нужны десятилетия теоретической работы, чтобы получить первые новые факты, и ещё больше времени, чтобы возникли такие варианты исследовательской программы, проверка которых могла бы дать действительно интересные результаты, когда опровержения уже не могут быть предсказаны самой же программой.

Диалектика исследовательских программ поэтому совсем не сводится к чередованию умозрительных догадок и эмпирических опровержений. Типы отношений между процессом развития программы и процессами эмпирических проверок могут быть самыми разнообразными; какой из них осуществляется — вопрос конкретно-исторический. Укажем три наиболее типичных случая.

1. Пусть каждый из следующих друг за другом вариантов H 1, H 2, Н 3 успешно предсказывают одни факты и не могут предсказать другие, иначе говоря, каждый из этих вариантов имеет как подкрепления, так и опровержения. Затем предлагается Н4, который предсказывает некоторые новые факты, но при этом выдерживает самые суровые проверки. Мы имеем прогрессивный сдвиг проблем и к тому же благообразное чередование догадок и опровержений в духе Поппера. ²⁰¹ Можно умиляться этим классическим примером, когда теоретическая и экспериментальная работы шествуют рядышком, рука об руку.
2. Во втором случае мы имеем дело с каким-нибудь одиноким Бором (может быть, даже без предшествующего ему Бальмера), который последовательно разрабатывает H 1, Н 2, Н 3, Н 4, но так самокритичен, что публикует только Н 4. Затем Н 4 подвергается проверке, и данные оказываются подкрепляющими для Н 4 — первой (и единственной) опубликованной гипотезы. Тогда теоретик, имеющий дело только с доской и бумагой, оказывается, повидимости, идущим далеко впереди экспериментатора — перед нами период относительной автономии теоретического прогресса.
3. Теперь представим, что все эмпирические данные, о которых шла речь, уже известны в то время, когда выдвигаются H 1, H 2, Н 3 и Н 4. Тогда вся эта последовательность теоретических моделей не выступает как прогрессивный сдвиг проблем, и поэтому, хотя все данные подкрепляют его теории, учёный должен работать над новыми гипотезами, чтобы доказать научную значимость своей программы. ²⁰² Так может получиться либо из-за того, что более ранняя исследовательская программа (вызов которой брошен той программой, которая реализуется в последовательности H 1, …, Н 4), уже произвела все эти факты, либо из-за того, что правительство отпустило слишком много денег на эксперименты по коллекционированию спектральных линий и все рабочие лошади науки пашут именно это поле. Правда, второй случай крайне маловероятен, ибо, как сказал бы Каллен, «число ложных фактов, заполоняющих мир, бесконечно превышает число ложных теорий» ²⁰³; в большинстве случаев, когда исследовательская программа вступает в конфликт с известными фактами, теоретики будут видеть причину этого в «экспериментальной технике», считать несовершенными «наблюдательные теории», которые лежат в её основе, исправлять данные, полученные экспериментаторами, получая таким образом новые факты. ²⁰⁴

После этого методологического отступления, вернёмся снова к программе Бора. Когда была впервые сформулирована её положительная эвристика, не все направления развития этой программы можно было предвидеть и планировать. Когда появились некоторые неожиданные трещины в остроумных моделях Зоммерфельда (не были получены некоторые предсказанные спектральные линии), Паули предложил глубокую вспомогательную гипотезу («принцип исключения»), с помощью которой не только были закрыты бреши теории, но придан новый вид периодической системе элементов и предсказаны ранее неизвестные факты.

В мои намерения не входит развёрнутое изложение того, как развивалась программа Бора. Но тщательный анализ её истории — поистине золотое дно для методологии: её изумительно быстрый прогресс — на противоречивых основаниях! — потрясает, её красота, оригинальность и эмпирический успех её вспомогательных гипотез, выдвигавшихся блестящими и даже гениальными учёными, беспрецедентны в истории физики.

Иногда очередной вариант программы требовал только незначительного усовершенствования (например, замены массы на уменьшающуюся массу). Иногда, однако, для получения очередного варианта требовалась новая утончённая математика (например, математический аппарат, применяемый при решении задач со многими телами) либо новые остроумные физические вспомогательные гипотезы.

Добавочная математика или физика черпались либо из наличного знания (например, из теории относительности), либо изобретались заново (например, принцип запрета Паули). В последнем случае имел место «креативный сдвиг» в положительной эвристике.

Но даже эта великая программа подошла к точке, в которой её эвристическая сила иссякла. Гипотезы ad hoc множились и не сменялись объяснениями, увеличивающими содержание. Например, боровская теория молекулярного (совместного) спектра предсказывала формулу для двухатомных молекул, но эта формула была опровергнута. Приверженцы теории заменили т (2) на т (т + 1), это помогло объяснить факты, но было явным приёмом ad hoc.

Затем пришла очередь проблемы необъяснимых дублетов в спектре щелочи. Ланде объяснил их в 1924 году, введя ad hoc «релятивистское правило расщепления», Гаудсмит и Уленбек — в 1925 году с помощью спина электрона. Объяснение Ланде было ad hoc, а объяснение Гаудсмита и Уленбека, кроме того, было ещё и несовместимо со специальной теорией относительности; «периферическая скорость» электрона во много раз превышала скорость света, а сам электрон заполнял весь объёма атома. ²⁰⁵

Нужна была безумная смелость для такого предположения (Крониг пришёл к этой идее раньше, но воздержался от её публикации, считая гипотезу невероятной и неприемлемой). ²⁰⁶

Но безрассудная смелость, проявлявшаяся в выдвижении диких и необузданных фантазий в качестве научных гипотез, не приносила ощутимых плодов. Программа запаздывала за открытиями «фактов». Неукротимые аномалии заполонили поле исследования.

Накапливая бесплодные противоречия и умножая число гипотез ad hoc, программа вступила в регрессивную фазу: она начала, по любимому выражению Поппера «терять свой эмпирический характер». ²⁰⁷ Кроме того, многие проблемы, подобные тем, какие возникали в теории возмущений, по-видимому, даже не могли ожидать своего решения в её рамках. Вскоре возникла соперничающая исследовательская программа — волновая механика. Эта новая программа не только объяснила квантовые условия Планка и Бора уже в своём первом варианте (де Бройль, 1924 год), она вела к будоражащим открытиям новых фактов (эксперименты Дэвиссона и Джермера). В последующих, более утончённых вариантах она предложила решения проблем, бывших недосягаемыми для исследовательской программы Бора, а также объяснила все те факты, ради которых в боровской программе (в её позднейших вариантах) выдвигались гипотезы ad hoc, и сделала это с помощью теорий, удовлетворяющих самым высоким методологическим критериям. Волновая механика вскоре обогнала, подчинила себе и затем вытеснила программу Бора.

Статья де Бройля вышла в то время, когда программа Бора уже регрессировала. Но это было простым совпадением. Задумаемся: что произошло бы, если бы де Бройль написал и опубликовал свою статью в 1914 году, а не в 1924 году?

Г. Новый взгляд на решающие эксперименты: конец скороспелой рациональности

Мы сделали бы ошибку, предположив, что учёный обязан оставаться сторонником некой исследовательской программы до тех пор, пока она не исчерпает весь запас своей эвристической силы, что он не может предложить иную соперничающую программу до того, как уже всем станет ясно, что прежняя программа достигла точки, с которой начинается регрессия; (Хотя, конечно, можно понять раздражение физика, когда, работая в самом разгаре прогрессивной фазы исследовательской программы, он наблюдает размножение неясных метафизических теорий, не дающих ничего для эмпирического прогресса ²⁰⁸). Учёный не должен соглашаться с тем, что исследовательская программа превращается в Weltanschauung (Мировоззрение [нем.] — Прим. пер.), некое воплощение научной строгости, претендующее на роль всезнающего арбитра, определяющего что можно и что нельзя считать научным объяснением, подобно тому, как, ссылаясь на математическую строгость, пытаются решать, что можно, а что нельзя считать математическим доказательством. К сожалению, именно на такой позиции стоит Т. Кун: то, что он называет нормальной наукой», на самом деле есть не что иное, как исследовательская программа, захватившая монополию. В действительности же исследовательские программы пользуются полной монополией очень редко, к тому же очень недолго, какие бы усилия не предпринимали картезианцы ли, ньютонианцы ли, сторонники ли Бора. История науки была и будет историей соперничества исследовательских программ, (или, если угодно, «парадигм»), но она не была и не должна быть чередованием периодов нормальной науки: чем быстрее начинается соперничество, тем лучше для прогресса. «Теоретический плюрализм» лучше, чем «теоретический монизм»: здесь я согласен с Поппером и Фейерабендом и не согласен с Куном. ²⁰⁹

От идеи соперничества научных исследовательских программ мы переходим к проблеме: как элиминируются исследовательские программы? Из всего хода предшествующих рассуждений следует, что регрессивный сдвиг проблем может рассматриваться как причина элиминации исследовательской программы не в большей степени, чем старомодные «опровержения» или куновские «кризисы». Возможны ли какие-либо объективные (в отличие от социопсихологических) причины, по которым программа должна быть отвергнута, то есть элиминировано её твёрдое ядро и программа построения защитных поясов? Вкратце, наш ответ состоит в том, что такая объективная причина заключена в действии соперничающей программы, которой удаётся объяснить все предшествующие успехи её соперница. которую она к тому же превосходит дальнейшей демонстрацией эвристической силы. ²¹⁰

Однако критерий «эвристической силы» сильно зависит от того, как мы понимаем «фактуальную новизну». До сих пор мы предполагали, что можно непосредственно установить, предсказывает новая теория новые факты или нет. Однако новизна (актуального) высказывания часто становится явной только спустя много времени.

Чтобы показать это, я начну с примера.

Формула Бальмера для линий водородного спектра может быть выведена как следствие из теории Бора. Было ли это новым фактом? Поспешный ответ мог бы состоять в том, что никакой новизны здесь нет, поскольку формула Бальмера была известна ранее. Но это только половина истины. Бальмер просто наблюдал B 1: водородные линии подчинены бальмеровской формуле. Бор предсказал В 3: бальмеровская формула описывает различия энергетических уровней на различных орбитах электрона в атоме водорода. Можно было бы сказать, что B 1 уже содержит в себе всё чисто «наблюдаемое» содержание В 3. Но это значило бы, что предполагается чисто «наблюдательный» уровень, не заражённый теорией и не восприимчивый к теоретическому изменению. На самом деле B 1 было принято только потому, что оптические, химические и другие теории, на которые опиралось наблюдение Бальмера, были хорошо подкреплены и признаны в качестве интерпретативных теорий; но и эти теории всегда могут быть поставлены под вопрос.

Могут сказать, что B 1 может быть «очищено» от теоретических предпосылок, и тогда то, что действительно наблюдал Бальмер, выражается более скромным утверждением В 0: спектральные линии полученные в некоторых разрядных трубках при определённых точно фиксированных условиях (или в ходе «контролируемого эксперимента»), подчиняются бальмеровской формуле.

Однако известные аргументы Поппера показывают, что подобным образом мы никогда не приходим к какому-либо последнему основанию «чистого наблюдения»; как легко показать, «наблюдательные» теории стоят и за спиной В 0. ²¹¹, ²¹², ²¹³, ²¹⁴ С другой стороны, если учесть длительное и прогрессивное развитие программы Бора, можно сказать, что, доказав свою эвристическую силу, её твёрдое ядро само получило хорошее подкрепление ²¹⁵ и поэтому могла рассматриваться как «наблюдательная» или интерпретативная теория. Но тогда В 2 уже рассматривается не просто как теоретическая переинтерпретация B 1, но как некоторый новый факт.

Эти соображения заставляют нас по-новому оценить значение ретроспективы и несколько либерализовать наши критерии. Новая исследовательская программа, вступившая в конкурентную борьбу, может начать с нового объяснения «старых» фактов, но иногда требуется много времени, чтобы она предсказала «действительно новые» факты.

Например, кинетическая теория тепла, по-видимости, плелась в хвосте у феноменологической теории, запаздывая с объяснениями фактов иногда на десятилетия, прежде чем нагнала и наверстала упущенное после объяснения теорией Эйнштейна — Смолуховского броуновского движения в 1905 году. С этого момента то, что ранее рассматривалось как умозрительная переинтерпретация старых фактов (относительно тепла, etc), стало пониматься как открытие новых фактов (относительно атомов).

Все это убедительно говорит о том, что не следует отказываться от подающей надежды исследовательской программы только потому, что она не смогла одолеть сильную соперницу. Её не следует отбрасывать, если она, при условии, что у неё нет соперницы, осуществляет прогрессивный сдвиг проблем. ²¹⁶ И разумеется, следует рассматривать по-новому интерпретированный факт как новый факт, не обращая внимания на претензии любителей коллекционирования фактов на приоритет. До тех пор, пока подвергнутая рациональной реконструкции исследовательская программа подаёт надежды на прогрессивный сдвиг проблем, её следует оберегать от распада под ударами критики со стороны сильной и получившей признание соперницы. ²¹⁷

Все это вместе взятое подчёркивает важность методологической терпимости, но оставляет открытым вопрос, как же всё-таки элиминируются исследовательские программы. У читателя может возникнуть подозрение, что столь сильная либерализация могла бы в конце концов просто подорвать наши критерии так, что это привело бы к радикальному скептицизму.

Тогда и знаменитые «решающие эксперименты» уже не могли бы свалить исследовательскую программу следовательно — «все проходит». ²¹⁸

Но это подозрение безосновательно. Внутри исследовательской программы «малые решающие эксперименты», призванные сделать выбор между последовательными вариантами — дело вполне обычное. С помощью эксперимента нетрудно сделать выбор между N-й и N + первый версией, поскольку N + первый версия не только противоречит N-й, но и превосходит её. Если N + первая версия имеет более подкреплённое содержание, определяемое в рамках одной и той же программы и на основе одних и тех же достаточно подкреплённых «наблюдательных» теорий, то элиминация имеет относительно обычный характер (относительно — поскольку и здесь такое решение может быть оспорено). Апелляция иногда бывает успешной; во многих случаях, когда под вопрос ставится «наблюдательная» теория, она не имеет достаточного подкрепления, в ней много неясного, наивного, её допущения носят «скрытый» характер, и только, когда такой теории брошен вызов, её допущения эксплицируются, проясняются, подвергаются проверке и могут быть опровергнуты. Однако, «наблюдательные» теории сплошь и рядом сами погружены в некоторую исследовательскую программу, а это значит, что апелляция приводит к конфликту между двумя исследовательскими программами именно в таких случаях возникает надобность в «большом решающем эксперименте».

Когда соперничают две исследовательские программы, их первые «идеальные» модели, как правило, имеют дело с различными аспектами данной области явлений (так, первая модель ньютоновской полукорпускулярной оптики описывала рефракцию световых лучей, первая модель волновой оптики Гюйгенса-интерференцию). С развитием соперничающих исследовательских программ они постепенно начинают вторгаться на чужую территорию, и тогда возникает ситуация, при которой N-й вариант первой программы вступает в кричащее противоречие с таким вариантом второй программы. ²¹⁹ Ставится (неоднократно) некий эксперимент, и один из этих вариантов терпит поражение, а другой празднует победу. Но борьба на этом не кончается: всякая исследовательская программа на своём веку знает несколько таких поражений. Чтобы вернуть утраченные позиции, нужно только сформулировать N + первый (или N + N-й) вариант, который смог бы увеличить эмпирическое содержание, часть которого должна пройти успешную проверку.

Если длительные усилия ни к чему не приводят, и программа не может вернуть себе прежние позиции, борьба затихает, а исходный эксперимент задним числом признается «решающим». Но если потерпевшая поражение программа ещё молода и способна быстро развиваться, если её «протонаучные» достижения вызывают достаточное доверие, предполагаемые «решающие эксперименты» один за другим оттесняются в сторону, уступая её рывкам вперёд. Даже если проигравшая какое-то сражение программа находится в зрелом возрасте, привыкнув к признанию и «утомившись» от него, приближается к «естественной точке насыщения», ²²⁰ она всё же может долго сопротивляться и предлагать остроумные инновации, увеличивающие эмпирическое содержание, даже если при этом они не увенчиваются эмпирическим успехом. Программу, которую поддерживают талантливые учёные, обладающие живым и творческим воображением, победить чрезвычайно трудно. Со своей стороны, упрямые защитники потерпевшей поражение программы могут выдвигать объяснения ad hoc экспериментов и злонамеренные «редукции» ad hoc победившей программы с тем, чтобы разбить её. Но такие попытки следует отвергнуть как ненаучные.

(Объясняя устойчивость программ перед лицом «решающих экспериментов», Лакатос ссылается только на «экспертные» заключения «научной элиты», которые и определяют, способна ли быстро развиваться та или иная программа, заслуживает ли она достаточного доверия и так далее. В этом также проявляется его рационализм: судьба научных программ решается в рамках самой же науки. Однако решения экспертов всегда находятся в сильной зависимости от культурных факторов, воздействующих на научные процессы «извне». Например, «прото-научные» заслуги теории определяются в зависимости от того, удовлетворяет ли она укоренённым в культуре ожиданиям, связанным с духовно-интеллектуальной деятельностью профессионалов-учёных, соответствует ли она «картине мира» — мировоззрению данной исторической эпохи. Культурный контекст укрепляет либо ослабляет иммунитет научных программ перед лицом «аномалий» и «контрпримеров». Сложные взаимовлияния научно-исследовательских программ с культурным контекстом и картиной мира, мимо которых проходил И. Лакатос, в последние два десятилетия активно обсуждались в отечественной философско-методологической литературе. См. Стёпин В. С. Философская антропология и философия науки. — М., 1992; Мамчур Е. А. Проблемы социокультурной детерминации научного знания. — М., 1987; Косарева Л. М. Предмет науки: социально-философский аспект проблемы. — М., 1977; Наука и культура М., 1984. На историко-научном и историко-философском материале эта тема разрабатывалась М. К. Петровым, П. П. Гайденко, Б. Г. Кузнецовым, А. П. Огурцовым, Н. И. Кузнецовой, В. В. Казютинским, И. Д. Рожанским и другими. Значительное влияние на определение направлений исследования в этой сфере оказали фундаментальные работы А. Ф. Лосева, М. К. Мамардашвили, В. С. Библера. — Прим. пер.)

Теперь понятно, почему решающие эксперименты признаются таковыми лишь десятилетия спустя. Эллиптические орбиты Кеплера были признаны решающими доказательствами правоты Ньютона и неправоты Декарта лишь почти через сто лет после того, как об этом заявил Ньютон; аномальное поведение перигелия Меркурия в течение десятков лет было известно как один из многих пока ещё нерешённых вопросов, стоявших перед программой Ньютона; но то, что теория Эйнштейна объяснила этот факт лучше, превратило заурядную аномалию в блестящее «опровержение» исследовательской программы Ньютона. ^221 222 Юнг утверждал, что его эксперимент с двойной щелью 1802 года был решающим экспериментом в споре корпускулярной и волновой оптическими программами; но это заявление было признано гораздо позже, когда разработанная Френелем волновая программа оказалась значительно «прогрессивней» корпускулярной и стало ясно, что ньютонианцы не могут тягаться с её эвристической мощью. Таким образом, аномалия, известная в течение десятков лет, обрела почётный статус опровержения, а эксперимент — титул «решающего» лишь после долгого периода неравномерного развития обеих программ, соперничавших между собой.

Броуновское движение почти сто лет находилось посредине поля сражения, прежде чем стало ясно, что программа феноменологических исследований разрушается этим фактом и счастье войны поворачивается лицом к атомистам.

«Опровержение» Майкельсоном серии Бальмера игнорировалось целым поколением физиков до тех пор, пока исследовательская программа Бора своим триумфом не поддержала его.

Наверное, стоит более подробно рассмотреть примеры экспериментов, «решающий» характер которых стал очевидным только задним числом. Сначала рассмотрим знаменитый эксперимент Майкельсона-Морли 1887 года, который якобы фальсифицировал теорию эфира и «привёл к теории относительности, а затем — эксперименты Луммера-Принсгейма, которые якобы фальсифицировали классическую теорию излучения и «привели к квантовой теории». ²²³ И, наконец, обсудим эксперимент, который многими физиками считался опровержением законов сохранения, а на деле стал блестящим подтверждением последних.

Г 1. Эксперимент Майкельсона-Морли

Майкельсон впервые придумал свой эксперимент для проверки противоречивших друг другу теорий Френеля и Стокса о влиянии движения земли на эфир ²²⁴, во время своего посещения института Гельмгольца в Берлине в 1881 году. Согласно теории Френеля, Земля движется сквозь эфир, остающийся неподвижным, однако частично увлекаемый движением Земли; из теории Френеля следовало, что скорость эфира по отношению к Земле имеет положительное значение (другими словами, существует «эфирный ветер»). По теории Стокса, Земля полностью переносит вместе с собой содержащийся внутри неё эфир и непосредственно на поверхности Земли скорость эфира не отличается от скорости Земли (иначе говоря, относительная скорость эфира равна нулю, и значит, нет «эфирного ветра»). Вначале Стоке считал, что две эти теории эквивалентны по отношению к имевшимся тогда наблюдениям: например, при помощи соответствующих вспомогательных гипотез обе теории объясняли аберрацию света. Но Майкельсон утверждал, что его эксперимент 1881 года был решающим в споре между этими теориями и разрешил этот спор в пользу Стокса. ²²⁵ Скорость Земли по отношению к эфиру могла определяться величинами намного меньшими, чем это следовало из теории Френеля. Из этого Майкельсон заключил, что «результат, предсказываемый гипотезой неподвижного эфира, не наблюдается, откуда с необходимостью следует вывод о том, что данная гипотеза (о неподвижном эфире) ошибочна». ²²⁶ Как это часто бывает, Майкельсон был экспериментатором, которому пришлось выслушивать урок теоретика. Ведущий физик-теоретик того времени Г. Лоренц показал, что Майкельсон ошибочно истолковал свои наблюдения, которые «на самом деле» не противоречили гипотезе неподвижного эфира; позднее Майкельсон назвал анализ Лоренса «весьма поучительным». ²²⁷ Кроме того, Лоренц показал, что вычисления Майкельсона должны быть неточными; теория Френеля предсказывала только половину тех результатов, которые были получены в опыте американского физика. Из этого Лоренц заключил, что эксперимент Майкельсона не опроверг теорию Френеля и, тем более, не доказал справедливость теории Стокса. Лоренц настаивал на том, что теория Стокса противоречива: она исходит из двух исключающих друг друга требований — неподвижности эфира на поверхности Земли по отношению к последней и, вместе с тем, потенциала относительной скорости; ясно, что эти требования несовместимы.

Однако, если бы даже Майкельсон действительно опроверг теорию неподвижного эфира, сама программа, включающая эту теорию, оставалась бы неприкосновенной; не так уж трудно было бы изобрести какие-то иные варианты эфирной программы, которые предсказывали бы очень малые значения величины скорости эфирного ветра. Лоренц немедленно предложил такую гипотезу.

Она была проверяемой, и Лоренц благородно представил её на суд эксперимента. ²²⁸ Майкельсон вместе с Морли приняли вызов.

Эксперимент опять показал, что относительная скорость Земли по отношению к эфиру, по-видимому, равна нулю, что противоречило теории Лоренца. Но к этому времени Майкельсон стал более осторожным в интерпретации своих данных; он даже допускал вероятность того, что солнечная система в целом могла бы двигаться в направлении, противоположном движению Земли; поэтому он решил повторить эксперимент несколько раз с интервалом в три месяца, чтобы «избежать всякой неопределённости». ²²⁹ В другой статье Майкельсон уже ничего не говорит о «выводах, следующих с необходимостью» и «ошибочности гипотезы». Его высказывания теперь более осмотрительны: «Из предшествующих рассуждений, как можно с некоторой определённостью судить, следует, что если бы какое-либо относительное движение между землёй и светоносным эфиром имело место, его численное значение было бы настолько малым, чтобы отвергнуть френелевское объяснение аберрации». ²³⁰

Это означает, что Майкельсон всё же полагал теорию Френеля опровергнутой (вместе с новой теорией Лоренца); но здесь уже нет прежнего утверждения, которое он делал в 1881 году, что опровергнута сама «теория неподвижного эфира». (Существование «эфирного ветра» должно было, по его мнению, проверяться на «высоко поднятых над земной поверхностью установках», например, на вершине горы. ²³¹

Если теоретики, сторонники эфира, вроде лорда Кельвина, выражали сомнения в «экспериментальной сноровке» Майкельсона, ²³² то Лоренц подчёркивал, что, вопреки простодушным притязаниям этого эксперимента, и его новый эксперимент «также не вносит ясность в вопрос, ради которого был предпринят». ²³³ Теория Френеля вполне может рассматриваться как интерпретативная, то есть как теория, с помощью которой интерпретируются факты, а не как теория, проверяемая этими фактами; поэтому, рассуждает Лоренц, «значение эксперимента Майкельсона-Морли скорее состоит в том, что он говорит о определённом изменении в процедуре измерения», ²³⁴ размеры тел зависят от их движения сквозь эфир. Лоренц разработал этот «креативный сдвиг» в рамках программы Френеля с большой изобретательностью и утверждал, что ему удалось устранить «противоречие между теорией Френеля и результатом Майкельсона». ²³⁵ Но он соглашался с тем, что «поскольку природа молекулярных сил нам ещё не вполне известна, проверить эту гипотезу невозможно»; ²³⁶ по крайней мере за время своего существования эта гипотеза не смогла предсказать никаких новых фактов. ²³⁷

Тем временем (в 1897 году) Майкельсон осуществил свой давно задуманный эксперимент по измерению скорости эфирного ветра на вершине горы. Он ничего не обнаружил. Поскольку ранее он полагал, что ему удалось доказать справедливость теории Стокса, согласно которой эфирный ветер мог быть обнаружен на значительной высоте, теперь он был обескуражен.

Если бы теория Стокса была верна, градиент скорости эфира должен быть очень малым. Майкельсон был вынужден заключить, что «влияние Земли на эфир распространяется на расстояние порядка земного диаметра». ²³⁸ Такой результат он посчитал «невероятным» и решил, что в 1887 году он вывел ошибочный вывод из своего эксперимента: нужно было отвергнуть теорию Стокса и принять теорию Френеля; теперь он готов согласиться с любой разумной вспомогательной гипотезой, чтобы «спасти» последнюю, не исключая и гипотезы Лоренца 1892 года. ²³⁹ Теперь, по-видимому, он предпочитает гипотезу Лоренца-Фицджеральда о сокращении продольных размеров движущегося тела; в 1904 году его коллеги Миллер и Морли начинают серию экспериментов с целью обнаружения зависимости этого сокращения от того, из какого материала состоит движущееся тело. ²⁴⁰

В то время как большинство физиков пыталось интерпретировать эксперименты Майкельсона в рамках эфирной программы, Эйнштейн независимо от Майкельсона, Фицджеральда и Лоренца, но под влиянием критики Э. Маха в адрес ньютоновской механики, предложил новую прогрессивную исследовательскую программу. ²⁴¹ Эта новая программа не только «предсказала» и объяснила результат эксперимента Майкельсона-Морли, но и предсказала целый набор фактов, о которых ранее нельзя было и помыслить, причём эти предсказания получили впечатляющие подтверждения. И только потом, спустя двадцать пять лет, эксперимент Майкельсона-Морли стал рассматриваться как «величайший негативный эксперимент истории науки». ²⁴² Но сразу это произойти не могло. Эксперимент был негативным, но по отношению к чему?

Это было не ясно. Больше того, Майкельсон в 1881 году ещё считал свой эксперимент положительным. Тогда он полагал, что опроверг теорию Френеля, но подтвердил теорию Стокса. И сам Майкельсон, и впоследствии Фицджеральд и Лоренц истолковывали результат этого эксперимента положительным образом в рамках программы эфира. ²⁴³ Как это бывает со всяким экспериментальным результатом, его негативность по отношению к старой программе была установлена только позднее, после многочисленных попыток ad hoc, направленных на то, чтобы освоить этот результат в регрессирующей старой программе, и после постепенного упрочения новой прогрессивной победоносной программы, в рамках которой он превращается в положительный пример. При этом никогда не исключается возможность того, что какая-то часть регрессирующей программы будет реабилитирована.

Лишь исключительно трудный и неопределённо длительный процесс может привести исследовательскую программу к победе над её соперницами; поэтому нужно очень осмотрительно пользоваться термином «решающий эксперимент». Даже тогда, когда очевидно, что исследовательская программа уже вытеснила свою предшественницу, это происходит не в результате какого-либо «решающего эксперимента»; если наступает момент, когда решающий эксперимент ставится под сомнение, развитие новой исследовательской программы не приостанавливается, если это не сопровождается мощным прогрессивным импульсом старой программы. ²⁴⁴ Негативность — и значимость — эксперимента Майкельсона-Морли определяются прежде всего прогрессивным сдвигом, обеспеченным новой исследовательской программой, в которой он нашёл мощную поддержку, и его «величие» есть только отражение величия двух программ, вовлечённых в этот спор.

Было бы интересно провести подробный анализ того, как судьба эфирной теории решалась в соперничестве различных проблемных сдвигов. Но под влиянием наивного фальсификационизма наиболее интересная регрессивная фаза эфирной теории после «решающего эксперимента»

Майкельсона попросту игнорировалась большинством эйнштейнианцев. С их точки зрения, эксперимент Майкельсона-Морли сам по себе, без посторонней помощи оказался сокрушителем теории эфира, после чего приверженность ей должна была рассматриваться лишь как свидетельство консерватизма взглядов, граничащего с обскурантизмом. С другой стороны, этот постмайкельсоновский период теории эфира не был критически осмыслен и антиэйнштейнианцами, по мнению которых теория эфира, несмотря ни на что, не проиграла свой матч: все положительное, что можно найти в теории Эйнштейна, по существу содержится в эфирной теории Лоренца, а победа Эйнштейна была лишь данью позитивистской моде. В действительности же длительная серия экспериментов Майкельсона с 1981 по 1935 годы, проведённых, чтобы подвергнуть последовательной проверке различные варианты теории эфира, является поучительным примером регрессивного сдвига проблем. ²⁴⁵ (И всё же исследовательские программы способны выбираться из регрессивных провалов. Хорошо известно, что теория эфира Лоренца легко может быть усилена таким образом, что в некотором нетривиальном смысле она будет эквивалентной неэфирной теории Эйнштейна. ²⁴⁶ В контексте большого «креативного сдвига» эфир может ещё вернуться. ²⁴⁷

Внимательно всматриваясь в прошлое и следя за изменениями оценок знаменитого эксперимента, мы можем понять, почему в период между 1881 и 1886 годами о нём не было даже упоминаний в литературе.

Когда французский физик Потье указал Майкельсону на его ошибку в эксперименте 1881 года, Майкельсон решил не сообщать в печать об этом. Причину он объяснил в письме Рэлею в марте 1887 года: «Я не раз пытался заинтересовать моих учёных друзей этим экспериментом, но без успеха; я никогда не сообщал о замеченной ошибке (мне совестно признаться в этом), потому что я был обескуражен тем, насколько мало внимания привлекла эта работа, и мне казалось, что она не заслуживала этого равнодушия». ²⁴⁸ Между прочим, это письмо было написано в ответ на письмо от Рэлея, обратившего внимание Майкельсона на статью Лоренца. Это письмо стало побудительным импульсом к эксперименту 1887 года. Но и после 1887 года, и даже после 1905 года эксперимент Майкельсона-Морли всё же не считался опровержением существования эфира, и к тому были достаточно веские основания. Этим объясняется, почему Нобелевская премия была вручена Майкельсону (1907 год) не за «опровержение теории эфира», а за «создание прецизионных оптических приборов, а также за спектроскопические и метрологические измерения, выполненные с их помощью», ²⁴⁹ а также почему эксперимент Майкельсона-Морли даже не был упомянут в речи лауреата во время вручения премии. Он также хранил молчание о том, что, хотя вначале он изобрёл свой прибор, чтобы измерить скорость света с большой точностью, затем он был вынужден улучшить свои оптические инструменты, чтобы иметь возможность проверки некоторых специальных теорий эфира, а также о том, что «прецизионность» его эксперимента 1887 года была в основном ответом на теоретическую критику со стороны Лоренца; современная литература, как правило, даже не упоминает об этих обстоятельствах. ²⁵⁰

Забывают и о том, что даже, если бы эксперимент Майкельсона-Морли показал существование «эфирного ветра», всё равно программа Эйнштейна одержала бы победу. Когда Миллер, страстный поборник классической программы эфира, сделал сенсационное заявление о том, что эксперимент Майкельсона-Морли был проведён с небрежностью, и на самом деле эфирный ветер всё же имел место, корреспондент журнала «Science» не удержался от восторженного восклицания по поводу того, что «результаты профессора Миллера радикальным образом нокаутировали теорию относительности». ²⁵¹ Однако, с точки зрения Эйнштейна, даже если бы выводы Миллера соответствовали действительности, «следовало бы отбросить (только) нынешнюю форму теории относительности». ²⁵²

(То, как Лакатос интерпретирует мысль Эйнштейна, выглядит натяжкой. В цитируемой статье Эйнштейн прямо говорит, что с результатом опыта Майкельсона-Морли «связано само существование или опровержение теории относительности», и поэтому «теоретики испытали сильное волнение, когда Дэйтон Миллер… пришёл к иному результату» [45], [рус. пер., с. 188]. — Прим. пер.)

Действительно, Синге отметил, что результаты Миллера, даже если принимать их за чистую монету, не противоречат теории Эйнштейна, противоречит ей только объяснение этих результатов Миллера. Нетрудно заменить вспомогательную теорию твёрдого тела, использовавшуюся в этих результатах, на новую теорию Гарднера-Синге, и тогда эти результаты полностью согласуются с программой Эйнштейна. ²⁵³

Г 2. Эксперименты. Луммера-Прингсгейма

Рассмотрим другой якобы решающий эксперимент. Планк утверждал, что эксперименты Луммера и Прингсгейма, которые «опровергли» законы излучения Вина, Рэлея и Джинса, на рубеже столетия стали истоками, и даже «вызвали к жизни» — квантовую теорию. ²⁵⁴ Но и в этом случае роль экспериментов была гораздо сложнее и во многом соответствовала нашему подходу. Слишком просто было бы сказать, что эксперименты Луммера-Прингсгейма положили конец классической теории, но были адекватно объяснены квантовой физикой. Прежде всего, надо отметить, что первые варианты квантовой теории Эйнштейна имели своим следствием закон Вина и потому были не в меньшей сте-иени опровергнуты экспериментами Луммера-Прингсгейма, чем классическая теория. ²⁵⁵

Далее, для формул Планка предлагались некоторые вполне классические объяснения. Так, на заседании Британской Ассоциации в поддержку научного прогресса в 1913 году работала специальная секция по излучению, на которой, помимо прочих, присутствовали Джине, Рэлей, Дж. Дж. Томпсон, Лармор, Резерфорд, Брэгг, Пойнтинг, Лоренц, Прингс-гейм и Бор. Прингсгейм и Рэлей были подчёркнуто найтральны по отношению к теоретическим спекуляциям вокруг квантов, но профессор Лав «выступал как приверженец старых концепций и утверждал, что явления излучения можно объяснять без теории квантов. Он критиковал эквипартициональную теорию энергии, на которой покоится квантовая теория. Самые важные данные в пользу квантовой теории — это согласие с экспериментами формулы Планка для излучения чёрного тела. С математической точки зрения, могут существовать и другие формулы, столь же хорошо согласующиеся с экспериментами.

Например, формула, предложенная А. Корном, описывающая результаты измерений в широком диапазоне, так же хорошо совпадает с экспериментальными данными, как и формула Планка. Продолжая отстаивать взгляд, по которому ресурсы обычной теории не исчерпаны, он отметил, что вычисления Лоренца, верные для излучений в тонком слое, могут быть распространены и на другие случаи. Согласно такому подходу, никакое простое аналитическое выражение не может охватить собой результаты всего диапазона длин волн; вполне возможно, что нет никакой общей формулы, применимой ко всем длинам волн. Поэтому формула Планка может быть всего лишь эмпирической формулой». ²⁵⁶

Пример классического объяснения приводит Кэллендэр: «Несовпадение с экспериментом хорошо известной формулы Вина для распределения энергии в полном излучении вполне объяснимо, если допустить, что она выражает только внутреннюю энергию. Как показано лордом Рэлеем, соответствующее значение давления легко получается из принципа Карно.

Предложенная мною формула (Phil. Mag., October, 1913) выражает простую сумму давления и плотности энергии и хорошо согласуется с экспериментальными данными как для излучаемой, так и для обычной тепловой энергии. Я бы предпочёл её формуле Планка, помимо прочего, потому, что последняя не может быть согласована с с классической термодинамикой, поскольку опирается на немыслимое понятие «кванта» или неделимой единицы действия. Соответствующая физическая величина в моей теории, которую я в другой своей работе назвал молекулой тепла, не обязана быть неделимой и находится в очень простом отношении с внутренней энергией атома; этого вполне достаточно, чтобы объяснить, почему энергия в особых случаях излучается неделимыми порциями, величина которых всегда кратна некоторой постоянной». ²⁵⁷

Подобные цитаты, если ими злоупотреблять могут вызвать скуку, однако они, по крайней мере, убеждают в том, что никаких быстро признаваемых решающих экспериментов нет. Опровержение Луммера и Прингсгейма не устранило классический подход к проблеме излучения. Мы лучше поймём ситуацию, если обратим внимание на то, что первоначальная планковская формула ad hoc, которая подгоняла (и исправляла) данные Луммера и Прингсгейма, ²⁵⁸ могла быть объяснена прогрессивным образом лишь в новой квантовой теоретической программе ²⁵⁹ в то же время ни эта формула, ни её «полу-эмпи-рические» соперницы не могли найти объяснения в рамках классической программы иначе, чем ценой регрессивного проблемного сдвига. «Прогрессивное» развитие, кроме того. зависело и от «креативного сдвига»: замещения статистики Больцмана-Максвелла статистикой Бозе-Эйнштейна (это было сделано Эйнштейном). ²⁶⁰ Прогрессивность нового развития была более чем очевидной: в версии Планка было правильно предсказано значение постоянной Больцмана-Планка, в версии Эйнштейна была предсказана целая серия впечатляющих новых фактов. ²⁶¹ Но до выдвижения новых, к сожалению ad hoc, вспомогательных гипотез в рамках старой программы, до развёртывания новой программы и открытия новых фактов, свидетельствующих о прогрессивном сдвиге проблем в последней, — до всего этого объективное значение экспериментов Луммера-Прингсгейма было весьма ограниченным.

Г 3. b-распад против законов сохранения

Наконец, рассмотрим историю эксперимента, который чуть ли не стал ещё одним «величайшим негативным экспериментом истории науки». Это послужит ещё одной иллюстрацией того, как трудно в точности решить, чему учит нас опыт, что он «доказывает» и «опровергает». Нам предстоит внимательно проанализировать «наблюдение» Чедвиком b-распада в 1914 году. Мы увидим, что эксперимент, который вначале рассматривался как обычная головоломка в рамках исследовательской программы, затем был возведён в ранг «решающего эксперимента», но потом опять низведён до обычной головоломки — и всё это в зависимости от целостного изменения теоретического и эмпирического ландшафта. Эти изменения ввели в заблуждение многих летописцев, привыкших к определённым историческим стереотипам, что и привело к искажениям действительной истории. ²⁶²

Когда Чедвик открыл непрерывный спектр радиоактивного b-излучения в 1914 году, никто не мог подумать, что этот курьёзный феномен имеет какое-то отношение к законам сохранения. В 1922 году были предложены два остроумных объяснения, соперничавших одно с другим. Оба объяснения исходили из атомной физики того времени. Одно принадлежало Л. Мейтнер, другое К. Эллису. Согласно Л. Мейтнер, электроны частью были первичными, исходящими из ядер, частью вторичными — из электронных оболочек. По Эллису, все электроны были первичными. Обе теории опирались на утончённые вспомогательные гипотезы, но обе предсказывали новые факты. Предсказанные факты противоречили друг другу, а экспериментальные данные поддержали теорию Эллиса. ²⁶³ Л. Мейтнер апеллировала, «апелляционный суд» экспериментаторов отклонил её иск, но отметил, что одна из вспомогательных гипотез в теории Эллиса, имеющая принципиальное значение, должна быть отвергнута. ²⁶⁴ Спор закончился вничью.

И никто бы не подумал, что эксперимент Чедвика поставит под сомнение закон сохранения энергии, если бы Бор и Крамерс не пришли в то же самое время, когда разгорался спор между Мейтнер и Эллисом, к идее о том, что последовательная теория может быть развита лишь при условии, что принцип сохранения энергии в единичных процессах будет отринут.

Одна из главных особенностей захватывающей теории Бора-Крамерса-Слэтера (1924 год) заключалась в том, что классические законы сохранения энергии и импульса уступают место статистическим законам. ²⁶⁵ Эта теория (или, скорее, «программа») была сразу же «опровергнута» и ни одно следствие её не нашло подкрепления; она так и не была разработана настолько, чтобы объяснить b-распад.

Но несмотря на столь быстрое отвержение этой программы, — дело было не только в «опровержении» Комптона и Саймона и эксперименте Боте и Гейгера, но и в возникновении мощной соперницы: программы Гейзенберга-Шрёдингера ²⁶⁶ — Бор остался при убеждении, что нестатистические законы сохранения в конце концов должны быть отброшены и что бета-распадная аномалия никогда не найдёт надлежащего объяснения, пока эти законы не будут замещены; если бы это произошло, (b-распад стал бы пониматься как решающий эксперимент, свидетельствующий против законов сохранения. Гамов рассказывает, как Бор пытался применить идею несохранения энергии при b-распаде для остроумного объяснения по-видимому вечного воспроизводства энергии в звездах. ²⁶⁷

Только Паули со своим мефистофельским стремлением бросить вызов Господу остался консерватором ²⁶⁸ и в 1930 году выдвинул свою теорию нейтрино, чтобы объяснить b-распад и вместе с тем спасти принцип сохранения энергии. О своей идее он сообщил в шутливом письме на конференцию в Тюбингене, сам же предпочёл остаться в Цюрихе, чтобы поболеть за бейсбольную команду. ²⁶⁹ Впервые об этой идее он публично заявил на лекции в Пасадене (1931 год), но не согласился на публикацию своей лекции, ибо ощущал «неуверенность». В это время (1932 год) Бор все ещё полагал, что, по крайней мере, в ядерной физике можно «отказаться от самой идеи сохранения энергии». ²⁷⁰ Наконец, Паули решил опубликовать свои размышления о нейтрино, представив их на Сольвеевский Конгресс в 1933 году, несмотря на то, что «реакция конгресса, за исключением двух молодых физиков, была скептической». ²⁷¹ Но теория Паули имела некоторые методологические преимущества. Она спасала не только принцип сохранения энергии, но и принцип сохранения спина и статистику; она объяснила не только спектр b-распада, но и «азотную аномалию». ²⁷² По критериям Уэвелла, это «совпадение индукций» должно быть достаточным, чтобы упрочить репутацию теории Паули. Но по нашим критериям, для этого необходимо ещё и успешное предсказание новых фактов. Теория Паули удовлетворяла и этому критерию. У неё имелось интересное наблюдаемое следствие: b — спектр должен иметь ясную верхнюю границу. В то время проблема была открыта, но Эллис и Мотт уже занимались ей, ²⁷³ и вскоре ученик Эллиса Гендерсон показал, что их эксперименты говорят в пользу программы Паули. ²⁷⁴

На Бора это не произвело впечатления. Он знал, что если основная программа, в основу которой легло понятие статистического сохранения энергии, продолжает успешно развиваться, растущий пояс вспомогательных гипотез принимает на себя соответствующие обязанности по защите от наиболее опасных негативных данных.

И в самом деле, в эти годы большинство ведущих физиков полагало, что в ядерной физике законы сохранения энергии и импульса пали. ²⁷⁵ Причина была ясно указана Л. Мейтнер, признавшей своё поражение только в 1933 году: «Все попытки поддержать значимость закона сохранения энергии также и для индивидуального атомного процесса основывались на предположении ещё и другого процесса в b-распаде. Но такой процесс не был найден»; ²⁷⁶ другими словами, программа, основанная на законах сохранения для атомных ядер, обнаружила эмпирически регрессирующий проблемный сдвиг. Имелись отдельные остроумные попытки объяснить непрерывность спектра b-излучения без допущения «нелегальной частицы». ²⁷⁷ Они вызвали большой интерес, ²⁷⁸ но были отвергнуты, поскольку не смогли обеспечить прогрессивный сдвиг.

В этот момент на сцену вышел Ферми. В 1933–1934 годы он переинтерпретировал проблему b-излучения в рамках исследовательской программы новой квантовой теории. Тем самым он положил начало малой новой исследовательской программе нейтрино (которая позднее переросла в программу слабых взаимодействий). Он вычислил несколько первых приближённых моделей. ²⁷⁹ Хотя его теория не предсказала каких-либо новых фактов, он дал понять, что дело только за дальнейшими разработками.

Прошло два года. А обещание Ферми все ещё не было выполнено. Однако новая программа квантовой физики развивалась быстро, по крайней мере, в той её части, в какой она касалась неядерных явлений. Бор стал убеждаться в том, что некоторые исходные идеи программы Бора-Крамерса-Слэтера теперь были прочно связаны с новой квантовой программой, и что последняя разрешила внутренние теоретические проблемы старой квантовой программы, не затрагивая при этом законов сохранения. Поэтому Бор сочувственно следил за работами Ферми и в 1936 году, то есть несколько нарушая обычную последовательность событий, оказал им, по нашим критериям слегка преждевременно, публичную поддержку.

В 1936 году Шенкланд придумал новый способ проверки соперничающих теорий рассеяния фотона. Его результаты, казалось, поддержали уже списанную за негодностью теорию Бора-Крамерса-Слэтера и подорвали доверие к экспериментам, которые более десятилетия назад опровергали её. ²⁸⁰ Статья Шенкланда произвела сенсацию. Те физики, которые питали неприязнь к новым путям исследования, сразу были готовы приветствовать эксперименты Шенкланда. Например, Дирак немедленно выразил удовлетворение по поводу возвращения «опровергнутой» программы Бора-Крамерса-Слэтера и написал очень острую статью против «так называемой квантовой электродинамики», в которой требовал «глубоких перемен в современных теоретических идеях, включая отказ от законов сохранения, чтобы получить удовлетворительную релятивистскую квантовую механику». ²⁸¹

Кроме того, в этой статье Дирак утверждал, что (b-распад вполне может стать одним из решающих доказательств, свидетельствующих против законов сохранения, и высмеивал «новую ненаблюдаемую частицу, нейтрино, которую некоторые исследователи постулировали, чтобы формально удержать принцип сохранения энергии, предполагая. что именно эта ненаблюдаемая частица ответственна за нарушение энергетического равновесия». ²⁸²

Впоследствии в дискуссию вступил Пайерлс. Он утверждал, что эксперимент Шенкланда может стать опровержением даже статистического принципа сохранения энергии. И добавлял: «Это, по-видимому, также хорошо, поскольку прежнюю концепцию сохранения приходится отвергнуть». ²⁸³ В Копенгагенском институте Бора эксперименты Шенкланда были немедленно воспроизведены и признаны негодными. Якобсен, коллега Бора, сообщил об этом в письме в «Nature».

Результаты Якобсена сопровождались заметкой самого Бора, который, твёрдо выступил против бунтарей и в защиту новой квантовой механики Гейзенберга. В частности, он защищал идею нейтрино от Дирака: «Нужно заметить, что основания для серьёзных сомнений в строгой справедливости законов сохранения при испускании (b-лучей атомным ядром сейчас в основном устранены благодаря многообещающему согласию между быстро увеличивающимися экспериментальными данными по явлениям b-излучения и следствиями нейтринной гипотезы Паули, столь блестяще развитой в теории Ферми». ²⁸⁴

Теория Ферми в её первом варианте не имела заметного эмпирического успеха. Более того, имевшиеся тогда данные, особенно относящиеся к случаю RaE, вокруг которого концентрировались исследования b-излучения, резко противоречили теории Ферми 1933–1934 года. Он хотел разобраться с этой проблемой во второй части своей статьи, которая, однако, не была опубликована. Даже если видеть в теории Ферми первый вариант способной к дальнейшему развитию программы, до 1936 года невозможно обнаружить какие-либо заслуживающие внимания признаки прогрессивного сдвига. ²⁸⁵ Но Бор хотел своим авторитетом поддержать отважную попытку Ферми применить новую большую программу Гейзенберга к атомным ядрам; а поскольку эксперимент Шенкланда и атаки Дирака и Пайерлса поставили (b-распад в фокус критики этой новой программы, он не скупился на похвалы нейтринной программы Ферми, которая обещала заполнить ощутимую брешь. Без сомнения, последующее развитие нейтринной программы спасло Бора от драматического унижения: программы, основывающиеся на принципах сохранения Прогрессировали, тогда как в соперничающем лагере не было никакого прогресса. ²⁸⁶

Мораль сей истории опять-таки заключается в том, что статус «решающего» эксперимента зависит от характера теоретической конкуренции, в которую он вовлечён. Интерпретация и оценка эксперимента зависит от того, терпит ли исследовательская программа неудачу в соперничестве, или же Фортуна поворачивается к ней лицом.

Научный фольклор нашего времени, однако, перенасыщен теориями скороспелой рациональности. Рассказанная мной история фальсифицирована в большинстве описаний и реконструирована на основании ошибочных теорий рациональности. Такими фальсификациями полны даже лучшие популярные изложения. Я приведу только два примера.

В одной статье мы читаем о b-распаде следующее: «Когда эта ситуация возникла впервые, альтернативы выглядели мрачно. Физики были поставлены перед выбором: либо согласиться с крахом закона сохранения энергии, либо поверить в существование новой и невиданной частицы. Эта частица, испускаемая вместе с протоном и электроном при распаде нейтрона, могла спасти устои физики, поскольку предполагалось, что именно она отвечает за энергетическое равновесие.

Это было в начале 1930-х годов, когда введение новой частицы ещё не было столь обычным, как сегодня. Тем не менее, лишь слегка поколебавшись, физики выбрали вторую возможность». ²⁸⁷ На самом же деле и выбор был вовсе не из двух возможностей, и «колебания» были совсем не лёгкими.

В хорошо известном учебнике по философии физики мы узнаем, что:

1. «Закону (или принципу) сохранения энергии был брошен серьёзный вызов экспериментами по b-распаду, результаты которых были неоспоримы».
2. «Тем не менее, закон не был отброшен, и было допущено существование новых частиц («нейтрино»), чтобы привести этот закон в соответствие с экспериментальными данными».
3. «Основанием для этого допущения было то, что отрицание закона сохранения лишило бы значительную часть нашего физического знания его систематической связности». ^288 289

Все три пункта — ошибочны. Первый ошибочен, ибо никакой закон не может быть поставлен под сомнение из-за одного только эксперимента. Второй — ибо новые научные гипотезы нужны не для того только, чтобы заделывать трещины между данными и теорией, но для того, чтобы предсказывать новые факты. Третий ошибочен потому, что всё было наоборот: тогда казалось, что только отрицание закона сохранения спасло бы «систематическую связность» нашего физического знания.

Г 4. Заключение. Требование непрерывного роста

Нет ничего такого, что можно было бы. назвать решающими экспериментами, по крайней мере, если понимать под ними такие эксперименты, которые способны немедленно опрокидывать исследовательскую программу. На самом деле, когда одна исследовательская программа терпит поражение и её вытесняет другая, можно — внимательно вглядевшись в прошлое назвать эксперимент решающим, если удаётся увидеть в нём эффектный подтверждающий пример в пользу победившей программы и очевидное доказательство провала той программы, которая уже побеждена (придав этому тот смысл, что данный пример ни когда не мог быть «прогрессивно объяснен» или просто «объяснен» в рамках побеждённой программы). Но учёные, конечно, не всегда правильно оценивают эвристические ситуации. Сгоряча учёный может утверждать, что его эксперимент разгромил программу, а часть научного сообщества — тоже сгоряча — может согласиться с его утверждением. Но если учёный из «побеждённого» лагеря несколько лет спустя предлагает научное объяснение якобы «решающего эксперимента» в рамках якобы разгромленной программы (или в соответствии с ней), почетный титул может быть снят и «решающий эксперимент» может превратиться из поражения программы в её новую победу.

Примеров сколько угодно. В XVIII веке проводилось множество экспериментов, которые, как свидетельствуют данные историко-социологического анализа, воспринимались очень многими как «решающие» свидетельства против галилеевского закона свободного падения и ньютоновской теории тяготения. В XIX столетии было несколько «решающих» экспериментов, основанных на измерениях скорости света, которые «опровергали» корпускулярную теорию и затем оказались ошибочными в свете теории относительности. Эти «решающие» эксперименты были потом вычеркнуты из джастификационистских учебников как примеры постыдной близорукости или претензиозной зависти. (Недавно они снова появились в некоторых новых учебниках, на этот раз с тем, чтобы иллюстрировать неизбежную иррациональность научных стилей). Однако, в тех случаях, когда мнимые «решающие эксперименты» производились на самом деле гораздо позднее того, как были разгромлены программы, историки обвиняли тех, кто сопротивлялся им, в глупости, подозрительности или недопустимом подхалимстве по отношению к тем, кому эти программы были обязаны своим рождением. (Вошедшие ныне в моду «социологи познания» — или «психологи познания» — хотели бы объяснить подобные положения исключительно в социальных или психологических терминах, тогда, как они, как правило, объясняются принципами рациональности.

Типичный пример — объяснение оппозиции Эйнштейна к принципу дополнительности Бора тем, что «в 1926 году Эйнштейну было сорок семь лет. Этот возраст может быть расцветом жизни, но не для физика». ²⁹⁰ Учитывая сказанное ранее, идея скороспелой рациональности выглядит утопической. Но эта идея является отличительным признаком большинства направлений в эпистемологии.

(Выпады Лакатоса против социологии и психологии познания (даже сами эти термины он берёт в кавычки!) продиктованы страстным желанием во что бы то ни стало сохранить в чистоте рационалистическую традицию в философии и методологии науки; отклонения от этой стратегии — действительные или мнимые — рассматривались им как покушение на святая святых и если даже П. Фейерабенду и Т. Куну доставалась немалая порция обвинений в иррационализме, то социологи и психологи, «вторгавшиеся» в сферу объяснений научных событий, обвинялись ни много, ни мало — в невежестве, а их деятельность изображалась в окарикатуренном виде. Столь непритязательная критика со стороны одного из крупнейших представителей критического рационализма могла бы, между прочим, найти понятное психологическое и, возможно, социологическое объяснение! Так или иначе, но, к сожалению, И. Лакатос не смог (или не пожелал) увидеть в социологических и социально-психологических исследованиях научно-познавательных процессов нечто большее, чем очередной зигзаг философской моды — поиски более гибкой и широкой стратегии рационального исследования науки. — Прим. пер.)

Джастификационистам хотелось бы, чтобы научные теории были доказательно обоснованы ещё прежде, чем они публикуются; пробабилисты возлагают надежды на некий механизм, который мог бы, основываясь на опытных данных, немедленно определить ценность (степень подтверждения) теории; наивные фальсификационисты верили, что по крайней мере элиминация теории есть мгновенный результат вынесенного экспериментом приговора. ²⁹¹ Я, надеюсь, показал, что все эти теории скороспелой рациональности — и мгновенного обучения — ложны. В этой главе на примерах показано, что рациональность работает гораздо медленнее, чем принято думать, и к тому же может заблуждаться. Сова Минервы вылетает лишь в полночь. Надеюсь также, что мне удалось показать следующее: непрерывность в науке, упорство в борьбе за выживание некоторых теорий, оправданность некоторого догматизма — всё это можно объяснить только в том случае, если наука понимается как поле борьбы исследовательских программ, а не отдельных теорий.

Немного можно понять в развитии науки, если держать за образец научного знания какую-либо изолированную теорию вроде «Все лебеди белые», которая живёт сама по себе, не относясь к какой-либо большой исследовательской программе. Мой подход предполагает новый критерий демаркации между «зрелой наукой», состоящей из исследовательских программ, и «незрелой наукой», работающей по затасканному образцу проб и ошибок. ²⁹² Например, мы имеем гипотезу, затем получаем её опровержение и спасаем её с помощью вспомогательной гипотезы, не являющейся ad hoc, в том смысле, о котором шла речь выше. Она может предсказывать новые факты, часть которых могут даже получить подкрепление. ²⁹³ Такой «прогресс» может быть достигнут и при помощи лоскутной, произвольной серии разрозненных теорий. Для хорошего учёного такой суррогат прогресса не является удовлетворительным; может быть, он даже отвергнет его как не являющийся научным в подлинном смысле. Он назовёт такие вспомогательные гипотезы просто «формальными», «произвольными», «эмпирическими», «полуэмпирическими» или даже «ad hoc». ²⁹⁴

Зрелая наука состоит из исследовательских программ, которыми предсказываются не только ранее неизвестные факты, но, что особенно важно, предвосхищаются также новые вспомогательные теории; зрелая наука, в отличие от скучной последовательности проб и ошибок, обладает «эвристической силой». Вспомним, что положительная эвристика мощной программы с самого начала задаёт общую схему предохранительного пояса: эта эвристическая сила порождает автономию теоретической науки. ²⁹⁵

В этом требовании непрерывного роста заключена моя рациональная реконструкция широко распространённого требования «единства» или «красоты» науки. Оно позволяет увидеть слабость двух, по видимости весьма различных — видов теоретической работы.

Во-первых, слабость программ, которые, подобно марксизму или фрейдизму, конечно являются «едиными», предлагают грандиозный план, по которому определённого типа вспомогательные теории изобретаются для того, чтобы поглощать аномалии, но которые в действительности всегда изобретают свои вспомогательные теории вослед одним фактам, не предвидя в то же время других. ²⁹⁶ (Какие новые факты предсказал марксизм, скажем, начиная с 1917 года?)

Во-вторых, она бьет по приглаженным, не требующим воображения скучным сериям «эмпирических» подгонок, которые так часто встречаются, например, в современной социальной психологии. Такого рода подгонки способны с помощью так называемой «статистической техники» сделать возможными некоторые «новые» предсказания и даже наволхвовать несколько неожиданных крупиц истины. Но в таком теоретизировании нет никакой объединяющей идеи, никакой эвристической силы, никакой непрерывности. Из них нельзя составить исследовательскую программу, и в целом они бесполезны.

Моё понимание научной рациональности, хотя и основанное на концепции Поппера, всё же отходит от некоторых его общих идей. До известной степени я присоединяюсь как к конвенционалистской позиции Леруа в отношении теорий, так и к конвенционализму Поппера по отношению к базисным предложениям. С этой точки зрения, учёные (и, как я показал, математики ²⁹⁷ поступают совсем не иррационально, когда пытаются не замечать контрпримеры, или, как они предпочитают их называть, «непокорные» или «необъяснимые» примеры, и рассматривают проблемы в той последовательности, какую диктует положительная эвристика их программы, разрабатывают и применяют свои теории, не считаясь ни с чем. ²⁹⁸

Вопреки фальсификационистской морали Поппера, учёные нередко и вполне рационально утверждают, что «экспериментальные результаты ненадёжны или что расхождения, которые, мол, существуют между данной теорией и экспериментальными результатами, лежат на поверхности явлений и исчезнут при дальнейшем развитии нашего познания». ²⁹⁹ И поступая так, они могут вовсе не идти «вразрез с той критической установкой, которая… должна характеризовать учёного». ³⁰⁰ Разумеется, Поппер прав, подчёркивая, что «догматическая позиция верности однажды принятой теории до последней возможности имеет важное значение. Без неё мы никогда не смогли бы разобраться в содержании теории — мы отказались бы от неё прежде, чем обнаружили всю её силу; и как следствие ни одна теория не могла бы сыграть свою роль упорядочения мира, подготовки нас к будущим событиям или привлечения нашего внимания к вещам, которые мы иначе никогда не имели бы возможность наблюдать». ³⁰¹

Таким образом, «догматизм» «нормальной науки» не мешает росту, если он сочетается с попперианским по духу различением хорошей, прогрессивной нормальной науки, и плохой, регрессивной нормальной науки; а также, если мы принимаем обязательство элиминировать — при определённых объективных условиях — некоторые исследовательские программы.

Догматическая установка науки, которой объясняются её стабильные периоды, взята Куном как главная особенность «нормальной науки». ³⁰² Концептуальный каркас, в рамках которого Кун пытается объяснить непрерывность научного развития, заимствован из социальной психологии; я же предпочитаю нормативный подход к эпистемологии. Я смотрю на непрерывность науки сквозь «попперовские очки». Поэтому там, где Кун видит «парадигмы», я вижу еще и рациональные «исследовательские программы».