Страница:
Принцип причинности появляется в трудах почти всех философов в той элементарной форме, в которой он никогда не фигурирует ни в одной достаточно развитой науке. По мнению философов, наука признает, что если дан какой-либо определенный класс событий А, то всегда есть какой-то другой класс событий В, такой, что А "причинно обусловливается" этим В;
более того, они считают, что всякое событие относится к какому-либо из таких классов.
Большинство философов считало, что "причина" есть нечто отличающееся от "неизменного антецедента". Это отличие может быть иллюстрировано опытом Гейлинкса с двумя часами, которые идут абсолютно согласованно: когда одни из них показывают час, другие бьют, но мы, однако, не думаем, что первые "причинно обусловливают" бои других. Один далекий от естественной науки член моего колледжа заметил с замешательством, что "барометр перестал оказывать какое бы то ни было влияние на погоду". Это замечание было воспринято как шутка, но если бы под "причиной" имелся в виду "неизменный антецедент", то это не было бы шуткой. Предполагается, что когда А причинно обусловливается В, следствие является не просто только фактом, а становится в некотором смысле необходимым. Это понимание связано со спорами о свободной воле и детерминизме, отражением которых служат следующие строки поэта:
Черт возьми! - сказал один молодой человек,- Горько узнавать, что я представляю собой созданье, Движущееся по заранее проложенным рельсам, Что я, одним словом, не автобус, а трамвай.
В противоположность этому взгляду большинство эмпиристов считало, что слово "причина" обозначает не что иное, как "неизменный антецедент". Затруднения, связанные с этим взглядом и со всяким предположением, что научные законы имеют форму "А причинно обусловливает В", заключаются в том, что такие следствия редко бывают неизменными и что, даже если они действительно неизменны, легко можно представить себе обстоятельства, которые помешают им быть неизменными. Если вы скажете человеку, что он дурак, то, как правило, он рассердится, но он может оказаться святым или может умереть от удара прежде, чем успеет рассердиться. Если вы чиркаете о спичечную коробку спичкой, то последняя обычно загорается, но иногда она ломается или бывает отсыревшей. Если вы бросаете камешек вверх, то обычно он падает снова вниз, но его может проглотить орел, вообразивший, что это птица. Если вы хотите двинуть своей рукой, то обычно она будет двигаться, но этого не случится, если она парализована. Таким образом, все законы, имеющие форму "А причинно обусловливает В", подвержены исключениям, так как всегда может произойти нечто, что помешает наступить ожидаемому результату.
Тем не менее имеются основания (значение и роль которых выявится в шестой части книги) для признания законов формы "А причинно обусловливает В", если только мы признаем их с соответствующими предосторожностями и ограничениями. Понятие о более или менее постоянных устойчивых физических объектах в форме, придаваемой им обыденным здравым смыслом, предполагает понятие "субстанции", а если "субстанцию" отвергнуть, то мы должны найти какой-либо другой способ определения тождества физического объекта в различное время. Я думаю, что это должно быть сделано с помощью понятия "причинной линии". Я называю последовательность событий "причинной линией", если при том условии, что даны некоторые из них, мы можем вывести что-либо о других без необходимости знать что-либо об окружающих обстоятельствах. Например, если двери и окна моей комнаты закрыты и я, время от времени оглядываясь, вижу, что моя собака спит на коврике перед камином, то я делаю вывод, что она находится там, или по крайней мере где-то в комнате, и в то время, когда я не гляжу на нее. Фотон, идущий от звезды к моему глазу, является последовательностью событий, подчиняющихся внутреннему закону, но перестающих подчиняться ему, когда фотон достигает моего глаза. Когда два события принадлежат одной и той же причинной линии, то о более раннем из них можно сказать, что оно есть "причина" более позднего. Благодаря такому вниманию законы формы "А причинно обусловливает В" могут сохранять определенное значение. Они важны как в связи с восприятием, так и в связи с устойчивостью материальных объектов.
Именно возможность какой-либо зависимости от внешних условий привела физику к тому, что она сформулировала свои законы в форме дифференциальных уравнений, которые могут рассматриваться как формулы того, что имеет тенденцию к проявлению. Классическая же физика, как уже говорилось выше, когда имеет дело с несколькими причинами, действующими одновременно, представляет результат их действия в виде векторной суммы, так что в каком-то смысле каждая причина производит свое следствие, как если бы не действовала никакая другая причина. Однако в действительности вся концепция "причины" сводится к понятию "закона". А законы, в том виде, в каком они встречаются в классической физике, имеют дело с тенденциями в тот или иной момент. То, что реально совершается, должно быть выведено с помощью векторной суммы всех тенденций момента и последующего интегрирования для нахождения результата, наступающего спустя какой-то ограниченный период времени.
Все эмпирические законы выводятся из ограниченного числа наблюдений, восполняемых с помощью интерполяции и экстраполяции. То, что должно выполняться интерполяцией, не всегда адекватно реализуется. В качестве примера возьмем видимые движения планет. Мы полагаем, что в течение дня они сохраняют свое плавное движение, которое легко согласуется с их наблюдаемым движением в течение предшествующих и последующих ночей. Возможной гипотезой является то, что планеты существуют только тогда, когда их наблюдают, но это допущение сделало бы законы астрономии чрезвычайно сложными. Если против этого допущения будут возражать и говорить, что планеты можно непрерывно фотографировать, то этот же вопрос возникает в отношении фотографий: существуют ли они, когда на них никто не смотрит? Это опять вопрос интерполяции, а интерполяция оправдывается тем, что она формулирует самые простые законы, совместимые с данными наблюдения.
Этот же принцип применим и к экстраполяции. Астрономия говорит не только о том, что делают планеты с тех пор, как существуют астрономы, но и о том, что они будут делать и что они делали до того времени, как появился некто, кто стал их наблюдать. Об экстраполяции часто говорят, что она будто бы предполагает какой-то другой по сравнению с интерполяцией принцип, но на самом деле здесь принцип тот же самый:
выбирать простейший закон, который согласуется с известными фактами.
В качестве постулата, однако, этот принцип не защищен от очень серьезных возражений. "Простой" - есть очень неопределенное понятие. Кроме того, часто случается, что простой закон спустя некоторое время оказывается слишком простым, тогда как правильный закон гораздо более сложным. Но в таких случаях простой закон обычно бывает приблизительно верным. Если поэтому мы утверждаем только то, что закон приблизительно верен, то нас нельзя обвинить в ошибке ссылкой на то, что какой-то другой закон дает еще большее приближение.
Единообразие природы, о котором иногда говорят как о принципе, не имеет определенного смысла вне его связи с законами природы. Если принимается, как уже данное, что существуют законы природы, то принцип единообразия природы означает, что время и пространство явно не должны выступать в формулах законов: законы должны быть одними и теми же в различных частях пространства-времени. Этот принцип может быть, а может и не быть верным, но он, во всяком случае, недостаточен в качестве постулата, поскольку он уже предполагает существование законов.
Признание существования естественных видов лежит в основе большинства донаучных обобщений, вроде "собаки лают" или "дерево плавает". Сущность "естественного вида" заключается в том, что он представляет собой класс объектов, все из которых обладают свойствами, о которых неизвестно, что они логически взаимосвязаны. Собаки лают, рычат и виляют хвостами, тогда как кошки мяучат, мурлычут и облизываются. Мы не знаем, почему все представители видов животных имеют так много общих качеств, но мы наблюдаем, что они имеют их, и основываем наши ожидания на том, что наблюдаем. Мы очень удивились бы, если бы кошка начала лаять.
Естественные виды важны не только в биологии. Атомы и молекулы также являются естественными видами, как и электроны, позитроны и нейтроны. Квантовая теория ввела новую форму естественных видов в своей дискретной серии уровней энергии. Теперь стало возможным понимать первичную структуру физического мира не как непрерывный поток, по способу традиционной гидродинамики, а скорее в пифагорейском смысле, согласно которому модели создаются по аналогии с кучей дробинок. Если во времена Дарвина считалось, что эволюция "медленно совершается от прецедента к прецеденту", то теперь считается, что она идет революционными скачками посредством мутаций или различного рода отклонений.
Может быть, войны и революции сделали нас нетерпеливыми по отношению к постепенности: как бы то ни было, но современные научные теории гораздо больше подвержены всякого рода толчкам и тряске, чем плавный космический ход упорядоченного прогресса, каким его воображали себе люди викторианской эпохи.
Все это имеет большое значение для индукции. Если вы имеете дело со свойством, характерным для естественного вида, то вы смело можете делать обобщение на основании очень немногих примеров. Лают ли собаки? Услышав, как лают с полдюжины собак, вы с уверенностью ответите: "Да",- потому что вы убеждены заранее, что или все собаки лают, или ни одна из них не лает. Когда вы обнаруживаете, что несколько кусков меди являются хорошими проводниками электричества, вы без колебаний признаете, что это верно для меди вообще. В таких случаях обобщение обладает априорной вероятностью, и индукция здесь в меньшей степени ненадежна, чем в других случаях.
Кейнс сформулировал постулат, с помощью которого, по его мнению, индуктивный вывод может быть оправдан; он называет его принципом ограниченного многообразия. Он представляет собой форму признания естественных видов. Это одно из средств получения общих положений, которые, будучи истинными, говорят о силе научного метода. Ниже я буду говорить об этом подробнее. Сказанное же в этой главе является только предварительным рассмотрением вопроса.
ГЛАВА 10.
ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ И ПРИЧИННОСТЬ.
Физические события упорядочиваются физикой в четырехмерное многообразие, называемое пространством-временем. Это многообразие является усовершенствованием старого многообразия "вещей", упорядоченного в различные пространственные структуры, изменяющиеся во времени; а это в свою очередь было усовершенствованием того многообразия, которое получалось в результате предположения точного соответствия между восприятием и "вещами". Без сомнения, физика хотела бы забыть свою раннюю историю, которая, подобно истории многих установлений, не так уж много делает ей чести, как этого хотелось бы. Но, к несчастью, ее право на наше уважение в значительной мере опорочивается ее прежней связью с наивным реализмом; даже в ее наиболее утонченной форме она все еще является тем произведением, основное содержание которого дает наивный реализм.
Перцептуальное пространство является конструкцией обыденного здравого смысла, созданной из различных сырых материалов. Тут есть зрительные пространственные отношения: наверху-внизу, направо-налево, глубина на определенное расстояние (за пределами которого различия в глубине не воспринимаются). Тут имеются и различия в осязательных ощущениях, которые позволяют нам отличать прикосновение к одной части тела от прикосновения к другой. Тут есть и довольно неопределенная способность определения направления звука. Затем здесь имеются установленные в опыте корреляции, из которых самой важной является корреляция зрения и осязания; имеются, наконец, наблюдения движения и опыт движущихся частей нашего собственного тела.
Из таких сырых материалов (вышеприведенный перечень не претендует на полноту) обыденный здравый смысл конструирует единое пространство, содержащее воспринимаемые и невоспринимаемые объекты, причем воспринимаемые объекты отождествляются с объектами восприятия, согласно принципам наивного реализма. Невоспринимаемыми объектами для, обыденного здравого смысла являются, во-первых, объекты, которые мы воспринимали бы, если бы находились в соответствующем положении и обладали бы должным образом приспособленными органами чувств, во-вторых, объекты, воспринимаемые только другими, и объекты, находящиеся внутри Земли, которые никем не воспринимаются, а выводятся обыкновенным рассудком.
При переходе от мира обыденного здравого смысла к миру физики некоторые положения обыденного здравого смысла сохраняются, хотя и в измененной форме. Например, мы предполагаем, что мебель нашей комнаты продолжает существовать и тогда, когда мы не видим ее. Обыденный здравый смысл полагает, что то, что продолжает существовать, есть то самое, что мы видим, когда смотрим, а физика говорит, что то, что продолжает существовать, есть внешняя причина того, что мы видим, то есть обширное собрание атомов, подверженных частым квантовым превращениям. В ходе этих превращений они испускают энергию, которая при вступлении в контакт с человеческим телом оказывает на него различные воздействия, некоторые из которых называются "восприятиями". Две одновременные части одного зрительного восприятия находятся в определенном зрительном пространственном отношении, которое является компонентом целого восприятия; физические объекты, соответствующие этим частям моего целого восприятия, имеют отношение, грубо соответствующее этому зрительному пространственному отношению. Когда я говорю, что отношение "соответствует", я имею в виду, что оно является частью системы отношений, имеющей до некоторой степени ту же самую геометрию, которую имеют и элементы зрительного восприятия, и что расположение физических объектов в физическом пространстве имеет явное отношение к расположению объектов восприятия в пространстве восприятия.
Но это соответствие никоим образом не является точным. Сравним для упрощения нашей проблемы небесные тела, как они есть, с тем, как они проявляются. Если брать их в той форме, в какой они проявляются, то они не отличаются явно друг от друга по расстоянию от нас; они выглядят яркими точками или пятнами на небесной сфере. Это значит, что их положение в зрительном пространстве определяется только двумя координатами. Но затмения и затемнения скоро привели к взгляду, что на самом деле они находятся не на одинаковых расстояниях от Земли, хотя они находились не на одинаковых расстояниях от Земли еще задолго до того, как были признаны различия в расстоянии между неподвижными звездами. Для того чтобы установить положение небесного тела по отношению к нам, нам нужны три полярные координаты r, f, y. Было предположено, что f и y могут быть одними и теми же как для физической звезды, так и для воспринимаемой, а r должно быть вычислено; и действительно, вычисление r составляет очень значительную часть того, чем занимается астрономия. Допущение, что f и y одни и те же как в зрительном, так и в физическом пространстве, эквивалентно предположению, что свет распространяется прямолинейно. Со временем выяснилось, что это предположение не вполне правильно, но оно достаточно правильно для первого приближения.
Хотя f и y астрономического пространства и имеют приблизительно ту же числовую меру, что и f и y зрительного пространства, но они все же не тождественны с ними. Если бы они были тождественны, гипотеза о том, что свет распространяется не вполне прямолинейно, не имела бы смысла. Это иллюстрирует сразу и связь, и различие между зрительным пространством, видимым нами, когда мы смотрим на ночное небо, и астрономическим пространством, сконструированным астрономами. Связь между ними удерживается очень близкая, хотя лишь до известного пункта, за пределами которого от нее следует отказаться, если мы должны верить в сравнительно простые законы, управляющие реальными и видимыми движениями небесных тел.
Небольшие расстояния от нас не определяются тщательно разработанными методами, необходимыми в астрономии. Мы можем грубо "видеть" небольшие расстояния, хотя стереоскоп нас и обманывает в этом отношении. Мы думаем, что вещи, касающиеся нашего тела, находятся рядом с той его частью, которой они касаются. Когда вещи нас не касаются, мы иногда можем подвинуться так, чтобы прийти в контакт с ними;
количество необходимого для этого движения приблизительно измеряет их первоначальное расстояние от нас. Мы имеем, таким образом, три обычных для обыденного здравого смысла способа определения расстояния до видимых объектов на поверхности земли. Научные приемы определения расстояния используют эти приемы как свою основу, но уточняют их с помощью физических законов, выводимых на их основе. Весь процесс основан на исправлениях и уточнениях. Если определения расстояний и величин, даваемые обыденным здравым смыслом, правильны в грубом приближении, тогда и некоторые физические законы правильны в грубом приближении. Если эти законы вполне правильны, то в определения обыденного здравого смысла должны быть внесены небольшие поправки. Если различные законы не вполне совместимы, то они должны быть приспособлены, пока несогласованность не исчезнет. Таким образом, наблюдение и теория взаимодействуют; то, что в научной физике называется наблюдением, обычно включает в себя значительный элемент теории.
Оставим теперь соображения, касающиеся стадий приближения к теоретической физике, и сравним обработанный физический мир с миром обыденного здравого смысла. Предположим, что я вижу лютик и колокольчик (дикий гиацинт); обыденный здравый смысл говорит, что лютик - желтый, а колокольчик - голубой. Физика же говорит, что электромагнитные волны, имеющие различную частоту, идут от солнца и достигают этих двух цветков; когда они достигают их, лютик рассеивает волны такой частоты, которые производят ощущение желтого цвета, а колокольчик рассеивает те, которые производят ощущение голубого цвета. Предполагается, что это различие в эффекте двух цветков происходит от какого-то различия в их структуре. Таким образом, хотя желтый и голубой цвета существуют только там, где есть глаз, различие между ними позволяет нам сделать вывод о различиях между физическими объектами в том направлении, в каком мы видим соответственно желтое и голубое в отдельности.
Обыденный здравый смысл конструирует единое пространство, содержащее "вещи", которые объединяют такие открываемые различными чувствами свойства, как горячее, твердое и яркое. Эти "вещи" помещаются обыденным здравым смыслом в трехмерном пространстве, в котором расстояние не может быть определено методами обыденного здравого смысла, если оно не очень мало, физика до недавнего времени сохраняла нечто вроде "вещей", но называла это "материей" и лишала ее всех свойств, кроме положения в пространстве. Положение части материи в пространстве грубо отождествлялось с положением соответствующей "вещи", не говоря уже о том, что расстояние, если оно было велико, должно было вычисляться довольно тщательно разработанными научными методами.
В этом собирании и выборе некоторых верований обыденного здравого смысла физика действовала и действует без определенных сформулированных принципов, но тем не менее по какому-то неосознанному плану, который мы должны попытаться раскрыть. Частью этого плана всегда является сохранение мира обыденного здравого смысла, насколько это только возможно без слишком тяжелых усложнений; другой частью этого плана является выдвижение таких неопровержимых предположений, которые ведут к признанию простых причинных законов. Эта последняя процедура скрыто содержится и в вере обыденного здравого смысла в "вещи": мы не верим, что видимый мир перестает существовать, когда мы закрываем наши глаза и считаем, что кошка существует, когда она украдкой ест сливки, так же как и тогда, когда мы наказываем ее за это. Все это - "вероятный" вывод: логически вполне можно предположить, что мир состоит только из моих восприятии, и вывод о существовании мира обыденного здравого смысла, как и мира физики, не доказателен. Но сейчас я не хочу выходить за пределы обыденного здравого смысла; я хочу только рассмотреть переход от обыденного здравого смысла к физике.
Современная физика отошла дальше от обыденного здравого смысла, чем физика XIX столетия. Она рассталась с материей, заменив ее последовательностью событий; она отвергла непрерывность в микроскопических явлениях; и она заменила статистическими средними значениями строго детерминистическую причинность, обусловливающую каждое индивидуальное событие. Но она все еще сохранила очень многое из того, источником чего является обыденный здравый смысл. В случае рассмотрения макроскопических явлений непрерывность и детерминизм еще сохраняют свое значение, а для многих целей все еще сохраняется и материя.
Мир физики по содержанию больше, чем мир восприятий, и в некоторых отношениях больше, чем мир обыденного здравого смысла. Но, превосходя их обоих по количеству своего содержания, мир физики уступает им в познанном качественном разнообразии. И обыденный здравый смысл, и физика дополняют восприятия предположением, что вещи не перестают существовать, когда их никто не воспринимает, и дальнейшим предположением, что никогда не воспринимавшиеся вещи часто могут быть результатом вывода. Физика дополняет мир обыденного здравого смысла теорией микроскопических явлений; то, что она утверждает об атомах и их истории, превосходит то, о чем позволяет себе делать выводы обыденный здравый смысл.
Имеются две особенно важные цепи событий: первая - цепь событий, составляющих историю данной части материи;
вторая - цепь событий, связывающих объект с его восприятием. Например, Солнце имеет биографию, состоящую из всего того, что происходит в той части пространства-времени, которую оно занимает; об этой биографии можно сказать, что она есть Солнце. Но от него также исходит радиация, некоторая часть которой достигает глаз и мозга и является причиной такого события, которое называется "видением Солнца" Вообще говоря, первая группа событий состоит из квантовых переходов, вторая же - из лучистой энергии. Соответственно имеются две группы причинных законов, одна группа связывает события, принадлежащие к одной и той же части материи, а другая - части одного и того же излучения. Имеется также и третья группа законов, касающихся перехода от энергии атома к лучистой энергии, и наоборот.
Процесс восприятия, как мы знаем его путем самонаблюдения, кажется чем-то совершенно непохожим на события, которые рассматривает физика. Поэтому если существуют выводы от восприятий к физическим событиям или от физических событий к восприятиям, то должны быть законы этих выводов, которые с первого взгляда не являются физическими. Я склонен думать, что физика может быть интерпретирована, чтобы включить в себя и эти законы, но сейчас я не буду рассматривать эту возможность. Наша проблема, следовательно, сводится к следующему: признавая восприятия, как мы знаем их из опыта, и физические события, как о них говорит физика, какие мы знаем законы, которые связывают те и другие и тем самым позволяют делать выводы от одних к другим?
Ответ на этот вопрос очевиден и для обыденного здравого смысла. Мы видим, когда свет касается глаза, слышим, когда звук касается уха, осязаем, когда тело находится в контакте с чем-либо другим, и так далее. Эти законы не являются законами физики или физиологии, если физику не подвергать новой радикальной интерпретации. Они являются законами, устанавливающими физические антецеденты восприятия. Эти антецеденты отчасти находятся вне тела воспринимающего (за исключением случаев, когда он воспринимает что-либо происходящее в его собственном теле), отчасти в его органах чувств и нервах и отчасти в его мозгу. Расстройство в любом из этих антецедентов служит помехой для восприятия. Но если один из этих последних антецедентов бывает причинно обусловлен необычным способом, то и восприятие будет таким, каким оно было бы, если бы причинение было обычным, и воспринимающий в таком случае оказывается обманутым, например чем-либо видимым в зеркале или слышимым по радио, если он предварительно не освоился с зеркалами и радио.
Каждый отдельный вывод от восприятия к физическому объекту может поэтому быть ошибочным в том смысле, что он может служить причиной ожиданий, которые не сбываются. Он не будет обычно ошибочным в этом смысле, поскольку привычка делать такой вывод должна была образоваться на основе большого числа случаев, когда этот вывод подтверждался. Но здесь необходимо небольшое уточнение. С практической точки зрения вывод от восприятия подтверждается в том случае, если он возбуждает ожидания, которые сбываются. Это, однако, все остается в пределах восприятия. Из всего этого следует только то, что наши выводы, касающиеся физических объектов, согласуются с опытом, но могут быть и другие гипотезы, равно согласующиеся с опытом.
более того, они считают, что всякое событие относится к какому-либо из таких классов.
Большинство философов считало, что "причина" есть нечто отличающееся от "неизменного антецедента". Это отличие может быть иллюстрировано опытом Гейлинкса с двумя часами, которые идут абсолютно согласованно: когда одни из них показывают час, другие бьют, но мы, однако, не думаем, что первые "причинно обусловливают" бои других. Один далекий от естественной науки член моего колледжа заметил с замешательством, что "барометр перестал оказывать какое бы то ни было влияние на погоду". Это замечание было воспринято как шутка, но если бы под "причиной" имелся в виду "неизменный антецедент", то это не было бы шуткой. Предполагается, что когда А причинно обусловливается В, следствие является не просто только фактом, а становится в некотором смысле необходимым. Это понимание связано со спорами о свободной воле и детерминизме, отражением которых служат следующие строки поэта:
Черт возьми! - сказал один молодой человек,- Горько узнавать, что я представляю собой созданье, Движущееся по заранее проложенным рельсам, Что я, одним словом, не автобус, а трамвай.
В противоположность этому взгляду большинство эмпиристов считало, что слово "причина" обозначает не что иное, как "неизменный антецедент". Затруднения, связанные с этим взглядом и со всяким предположением, что научные законы имеют форму "А причинно обусловливает В", заключаются в том, что такие следствия редко бывают неизменными и что, даже если они действительно неизменны, легко можно представить себе обстоятельства, которые помешают им быть неизменными. Если вы скажете человеку, что он дурак, то, как правило, он рассердится, но он может оказаться святым или может умереть от удара прежде, чем успеет рассердиться. Если вы чиркаете о спичечную коробку спичкой, то последняя обычно загорается, но иногда она ломается или бывает отсыревшей. Если вы бросаете камешек вверх, то обычно он падает снова вниз, но его может проглотить орел, вообразивший, что это птица. Если вы хотите двинуть своей рукой, то обычно она будет двигаться, но этого не случится, если она парализована. Таким образом, все законы, имеющие форму "А причинно обусловливает В", подвержены исключениям, так как всегда может произойти нечто, что помешает наступить ожидаемому результату.
Тем не менее имеются основания (значение и роль которых выявится в шестой части книги) для признания законов формы "А причинно обусловливает В", если только мы признаем их с соответствующими предосторожностями и ограничениями. Понятие о более или менее постоянных устойчивых физических объектах в форме, придаваемой им обыденным здравым смыслом, предполагает понятие "субстанции", а если "субстанцию" отвергнуть, то мы должны найти какой-либо другой способ определения тождества физического объекта в различное время. Я думаю, что это должно быть сделано с помощью понятия "причинной линии". Я называю последовательность событий "причинной линией", если при том условии, что даны некоторые из них, мы можем вывести что-либо о других без необходимости знать что-либо об окружающих обстоятельствах. Например, если двери и окна моей комнаты закрыты и я, время от времени оглядываясь, вижу, что моя собака спит на коврике перед камином, то я делаю вывод, что она находится там, или по крайней мере где-то в комнате, и в то время, когда я не гляжу на нее. Фотон, идущий от звезды к моему глазу, является последовательностью событий, подчиняющихся внутреннему закону, но перестающих подчиняться ему, когда фотон достигает моего глаза. Когда два события принадлежат одной и той же причинной линии, то о более раннем из них можно сказать, что оно есть "причина" более позднего. Благодаря такому вниманию законы формы "А причинно обусловливает В" могут сохранять определенное значение. Они важны как в связи с восприятием, так и в связи с устойчивостью материальных объектов.
Именно возможность какой-либо зависимости от внешних условий привела физику к тому, что она сформулировала свои законы в форме дифференциальных уравнений, которые могут рассматриваться как формулы того, что имеет тенденцию к проявлению. Классическая же физика, как уже говорилось выше, когда имеет дело с несколькими причинами, действующими одновременно, представляет результат их действия в виде векторной суммы, так что в каком-то смысле каждая причина производит свое следствие, как если бы не действовала никакая другая причина. Однако в действительности вся концепция "причины" сводится к понятию "закона". А законы, в том виде, в каком они встречаются в классической физике, имеют дело с тенденциями в тот или иной момент. То, что реально совершается, должно быть выведено с помощью векторной суммы всех тенденций момента и последующего интегрирования для нахождения результата, наступающего спустя какой-то ограниченный период времени.
Все эмпирические законы выводятся из ограниченного числа наблюдений, восполняемых с помощью интерполяции и экстраполяции. То, что должно выполняться интерполяцией, не всегда адекватно реализуется. В качестве примера возьмем видимые движения планет. Мы полагаем, что в течение дня они сохраняют свое плавное движение, которое легко согласуется с их наблюдаемым движением в течение предшествующих и последующих ночей. Возможной гипотезой является то, что планеты существуют только тогда, когда их наблюдают, но это допущение сделало бы законы астрономии чрезвычайно сложными. Если против этого допущения будут возражать и говорить, что планеты можно непрерывно фотографировать, то этот же вопрос возникает в отношении фотографий: существуют ли они, когда на них никто не смотрит? Это опять вопрос интерполяции, а интерполяция оправдывается тем, что она формулирует самые простые законы, совместимые с данными наблюдения.
Этот же принцип применим и к экстраполяции. Астрономия говорит не только о том, что делают планеты с тех пор, как существуют астрономы, но и о том, что они будут делать и что они делали до того времени, как появился некто, кто стал их наблюдать. Об экстраполяции часто говорят, что она будто бы предполагает какой-то другой по сравнению с интерполяцией принцип, но на самом деле здесь принцип тот же самый:
выбирать простейший закон, который согласуется с известными фактами.
В качестве постулата, однако, этот принцип не защищен от очень серьезных возражений. "Простой" - есть очень неопределенное понятие. Кроме того, часто случается, что простой закон спустя некоторое время оказывается слишком простым, тогда как правильный закон гораздо более сложным. Но в таких случаях простой закон обычно бывает приблизительно верным. Если поэтому мы утверждаем только то, что закон приблизительно верен, то нас нельзя обвинить в ошибке ссылкой на то, что какой-то другой закон дает еще большее приближение.
Единообразие природы, о котором иногда говорят как о принципе, не имеет определенного смысла вне его связи с законами природы. Если принимается, как уже данное, что существуют законы природы, то принцип единообразия природы означает, что время и пространство явно не должны выступать в формулах законов: законы должны быть одними и теми же в различных частях пространства-времени. Этот принцип может быть, а может и не быть верным, но он, во всяком случае, недостаточен в качестве постулата, поскольку он уже предполагает существование законов.
Признание существования естественных видов лежит в основе большинства донаучных обобщений, вроде "собаки лают" или "дерево плавает". Сущность "естественного вида" заключается в том, что он представляет собой класс объектов, все из которых обладают свойствами, о которых неизвестно, что они логически взаимосвязаны. Собаки лают, рычат и виляют хвостами, тогда как кошки мяучат, мурлычут и облизываются. Мы не знаем, почему все представители видов животных имеют так много общих качеств, но мы наблюдаем, что они имеют их, и основываем наши ожидания на том, что наблюдаем. Мы очень удивились бы, если бы кошка начала лаять.
Естественные виды важны не только в биологии. Атомы и молекулы также являются естественными видами, как и электроны, позитроны и нейтроны. Квантовая теория ввела новую форму естественных видов в своей дискретной серии уровней энергии. Теперь стало возможным понимать первичную структуру физического мира не как непрерывный поток, по способу традиционной гидродинамики, а скорее в пифагорейском смысле, согласно которому модели создаются по аналогии с кучей дробинок. Если во времена Дарвина считалось, что эволюция "медленно совершается от прецедента к прецеденту", то теперь считается, что она идет революционными скачками посредством мутаций или различного рода отклонений.
Может быть, войны и революции сделали нас нетерпеливыми по отношению к постепенности: как бы то ни было, но современные научные теории гораздо больше подвержены всякого рода толчкам и тряске, чем плавный космический ход упорядоченного прогресса, каким его воображали себе люди викторианской эпохи.
Все это имеет большое значение для индукции. Если вы имеете дело со свойством, характерным для естественного вида, то вы смело можете делать обобщение на основании очень немногих примеров. Лают ли собаки? Услышав, как лают с полдюжины собак, вы с уверенностью ответите: "Да",- потому что вы убеждены заранее, что или все собаки лают, или ни одна из них не лает. Когда вы обнаруживаете, что несколько кусков меди являются хорошими проводниками электричества, вы без колебаний признаете, что это верно для меди вообще. В таких случаях обобщение обладает априорной вероятностью, и индукция здесь в меньшей степени ненадежна, чем в других случаях.
Кейнс сформулировал постулат, с помощью которого, по его мнению, индуктивный вывод может быть оправдан; он называет его принципом ограниченного многообразия. Он представляет собой форму признания естественных видов. Это одно из средств получения общих положений, которые, будучи истинными, говорят о силе научного метода. Ниже я буду говорить об этом подробнее. Сказанное же в этой главе является только предварительным рассмотрением вопроса.
ГЛАВА 10.
ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ И ПРИЧИННОСТЬ.
Физические события упорядочиваются физикой в четырехмерное многообразие, называемое пространством-временем. Это многообразие является усовершенствованием старого многообразия "вещей", упорядоченного в различные пространственные структуры, изменяющиеся во времени; а это в свою очередь было усовершенствованием того многообразия, которое получалось в результате предположения точного соответствия между восприятием и "вещами". Без сомнения, физика хотела бы забыть свою раннюю историю, которая, подобно истории многих установлений, не так уж много делает ей чести, как этого хотелось бы. Но, к несчастью, ее право на наше уважение в значительной мере опорочивается ее прежней связью с наивным реализмом; даже в ее наиболее утонченной форме она все еще является тем произведением, основное содержание которого дает наивный реализм.
Перцептуальное пространство является конструкцией обыденного здравого смысла, созданной из различных сырых материалов. Тут есть зрительные пространственные отношения: наверху-внизу, направо-налево, глубина на определенное расстояние (за пределами которого различия в глубине не воспринимаются). Тут имеются и различия в осязательных ощущениях, которые позволяют нам отличать прикосновение к одной части тела от прикосновения к другой. Тут есть и довольно неопределенная способность определения направления звука. Затем здесь имеются установленные в опыте корреляции, из которых самой важной является корреляция зрения и осязания; имеются, наконец, наблюдения движения и опыт движущихся частей нашего собственного тела.
Из таких сырых материалов (вышеприведенный перечень не претендует на полноту) обыденный здравый смысл конструирует единое пространство, содержащее воспринимаемые и невоспринимаемые объекты, причем воспринимаемые объекты отождествляются с объектами восприятия, согласно принципам наивного реализма. Невоспринимаемыми объектами для, обыденного здравого смысла являются, во-первых, объекты, которые мы воспринимали бы, если бы находились в соответствующем положении и обладали бы должным образом приспособленными органами чувств, во-вторых, объекты, воспринимаемые только другими, и объекты, находящиеся внутри Земли, которые никем не воспринимаются, а выводятся обыкновенным рассудком.
При переходе от мира обыденного здравого смысла к миру физики некоторые положения обыденного здравого смысла сохраняются, хотя и в измененной форме. Например, мы предполагаем, что мебель нашей комнаты продолжает существовать и тогда, когда мы не видим ее. Обыденный здравый смысл полагает, что то, что продолжает существовать, есть то самое, что мы видим, когда смотрим, а физика говорит, что то, что продолжает существовать, есть внешняя причина того, что мы видим, то есть обширное собрание атомов, подверженных частым квантовым превращениям. В ходе этих превращений они испускают энергию, которая при вступлении в контакт с человеческим телом оказывает на него различные воздействия, некоторые из которых называются "восприятиями". Две одновременные части одного зрительного восприятия находятся в определенном зрительном пространственном отношении, которое является компонентом целого восприятия; физические объекты, соответствующие этим частям моего целого восприятия, имеют отношение, грубо соответствующее этому зрительному пространственному отношению. Когда я говорю, что отношение "соответствует", я имею в виду, что оно является частью системы отношений, имеющей до некоторой степени ту же самую геометрию, которую имеют и элементы зрительного восприятия, и что расположение физических объектов в физическом пространстве имеет явное отношение к расположению объектов восприятия в пространстве восприятия.
Но это соответствие никоим образом не является точным. Сравним для упрощения нашей проблемы небесные тела, как они есть, с тем, как они проявляются. Если брать их в той форме, в какой они проявляются, то они не отличаются явно друг от друга по расстоянию от нас; они выглядят яркими точками или пятнами на небесной сфере. Это значит, что их положение в зрительном пространстве определяется только двумя координатами. Но затмения и затемнения скоро привели к взгляду, что на самом деле они находятся не на одинаковых расстояниях от Земли, хотя они находились не на одинаковых расстояниях от Земли еще задолго до того, как были признаны различия в расстоянии между неподвижными звездами. Для того чтобы установить положение небесного тела по отношению к нам, нам нужны три полярные координаты r, f, y. Было предположено, что f и y могут быть одними и теми же как для физической звезды, так и для воспринимаемой, а r должно быть вычислено; и действительно, вычисление r составляет очень значительную часть того, чем занимается астрономия. Допущение, что f и y одни и те же как в зрительном, так и в физическом пространстве, эквивалентно предположению, что свет распространяется прямолинейно. Со временем выяснилось, что это предположение не вполне правильно, но оно достаточно правильно для первого приближения.
Хотя f и y астрономического пространства и имеют приблизительно ту же числовую меру, что и f и y зрительного пространства, но они все же не тождественны с ними. Если бы они были тождественны, гипотеза о том, что свет распространяется не вполне прямолинейно, не имела бы смысла. Это иллюстрирует сразу и связь, и различие между зрительным пространством, видимым нами, когда мы смотрим на ночное небо, и астрономическим пространством, сконструированным астрономами. Связь между ними удерживается очень близкая, хотя лишь до известного пункта, за пределами которого от нее следует отказаться, если мы должны верить в сравнительно простые законы, управляющие реальными и видимыми движениями небесных тел.
Небольшие расстояния от нас не определяются тщательно разработанными методами, необходимыми в астрономии. Мы можем грубо "видеть" небольшие расстояния, хотя стереоскоп нас и обманывает в этом отношении. Мы думаем, что вещи, касающиеся нашего тела, находятся рядом с той его частью, которой они касаются. Когда вещи нас не касаются, мы иногда можем подвинуться так, чтобы прийти в контакт с ними;
количество необходимого для этого движения приблизительно измеряет их первоначальное расстояние от нас. Мы имеем, таким образом, три обычных для обыденного здравого смысла способа определения расстояния до видимых объектов на поверхности земли. Научные приемы определения расстояния используют эти приемы как свою основу, но уточняют их с помощью физических законов, выводимых на их основе. Весь процесс основан на исправлениях и уточнениях. Если определения расстояний и величин, даваемые обыденным здравым смыслом, правильны в грубом приближении, тогда и некоторые физические законы правильны в грубом приближении. Если эти законы вполне правильны, то в определения обыденного здравого смысла должны быть внесены небольшие поправки. Если различные законы не вполне совместимы, то они должны быть приспособлены, пока несогласованность не исчезнет. Таким образом, наблюдение и теория взаимодействуют; то, что в научной физике называется наблюдением, обычно включает в себя значительный элемент теории.
Оставим теперь соображения, касающиеся стадий приближения к теоретической физике, и сравним обработанный физический мир с миром обыденного здравого смысла. Предположим, что я вижу лютик и колокольчик (дикий гиацинт); обыденный здравый смысл говорит, что лютик - желтый, а колокольчик - голубой. Физика же говорит, что электромагнитные волны, имеющие различную частоту, идут от солнца и достигают этих двух цветков; когда они достигают их, лютик рассеивает волны такой частоты, которые производят ощущение желтого цвета, а колокольчик рассеивает те, которые производят ощущение голубого цвета. Предполагается, что это различие в эффекте двух цветков происходит от какого-то различия в их структуре. Таким образом, хотя желтый и голубой цвета существуют только там, где есть глаз, различие между ними позволяет нам сделать вывод о различиях между физическими объектами в том направлении, в каком мы видим соответственно желтое и голубое в отдельности.
Обыденный здравый смысл конструирует единое пространство, содержащее "вещи", которые объединяют такие открываемые различными чувствами свойства, как горячее, твердое и яркое. Эти "вещи" помещаются обыденным здравым смыслом в трехмерном пространстве, в котором расстояние не может быть определено методами обыденного здравого смысла, если оно не очень мало, физика до недавнего времени сохраняла нечто вроде "вещей", но называла это "материей" и лишала ее всех свойств, кроме положения в пространстве. Положение части материи в пространстве грубо отождествлялось с положением соответствующей "вещи", не говоря уже о том, что расстояние, если оно было велико, должно было вычисляться довольно тщательно разработанными научными методами.
В этом собирании и выборе некоторых верований обыденного здравого смысла физика действовала и действует без определенных сформулированных принципов, но тем не менее по какому-то неосознанному плану, который мы должны попытаться раскрыть. Частью этого плана всегда является сохранение мира обыденного здравого смысла, насколько это только возможно без слишком тяжелых усложнений; другой частью этого плана является выдвижение таких неопровержимых предположений, которые ведут к признанию простых причинных законов. Эта последняя процедура скрыто содержится и в вере обыденного здравого смысла в "вещи": мы не верим, что видимый мир перестает существовать, когда мы закрываем наши глаза и считаем, что кошка существует, когда она украдкой ест сливки, так же как и тогда, когда мы наказываем ее за это. Все это - "вероятный" вывод: логически вполне можно предположить, что мир состоит только из моих восприятии, и вывод о существовании мира обыденного здравого смысла, как и мира физики, не доказателен. Но сейчас я не хочу выходить за пределы обыденного здравого смысла; я хочу только рассмотреть переход от обыденного здравого смысла к физике.
Современная физика отошла дальше от обыденного здравого смысла, чем физика XIX столетия. Она рассталась с материей, заменив ее последовательностью событий; она отвергла непрерывность в микроскопических явлениях; и она заменила статистическими средними значениями строго детерминистическую причинность, обусловливающую каждое индивидуальное событие. Но она все еще сохранила очень многое из того, источником чего является обыденный здравый смысл. В случае рассмотрения макроскопических явлений непрерывность и детерминизм еще сохраняют свое значение, а для многих целей все еще сохраняется и материя.
Мир физики по содержанию больше, чем мир восприятий, и в некоторых отношениях больше, чем мир обыденного здравого смысла. Но, превосходя их обоих по количеству своего содержания, мир физики уступает им в познанном качественном разнообразии. И обыденный здравый смысл, и физика дополняют восприятия предположением, что вещи не перестают существовать, когда их никто не воспринимает, и дальнейшим предположением, что никогда не воспринимавшиеся вещи часто могут быть результатом вывода. Физика дополняет мир обыденного здравого смысла теорией микроскопических явлений; то, что она утверждает об атомах и их истории, превосходит то, о чем позволяет себе делать выводы обыденный здравый смысл.
Имеются две особенно важные цепи событий: первая - цепь событий, составляющих историю данной части материи;
вторая - цепь событий, связывающих объект с его восприятием. Например, Солнце имеет биографию, состоящую из всего того, что происходит в той части пространства-времени, которую оно занимает; об этой биографии можно сказать, что она есть Солнце. Но от него также исходит радиация, некоторая часть которой достигает глаз и мозга и является причиной такого события, которое называется "видением Солнца" Вообще говоря, первая группа событий состоит из квантовых переходов, вторая же - из лучистой энергии. Соответственно имеются две группы причинных законов, одна группа связывает события, принадлежащие к одной и той же части материи, а другая - части одного и того же излучения. Имеется также и третья группа законов, касающихся перехода от энергии атома к лучистой энергии, и наоборот.
Процесс восприятия, как мы знаем его путем самонаблюдения, кажется чем-то совершенно непохожим на события, которые рассматривает физика. Поэтому если существуют выводы от восприятий к физическим событиям или от физических событий к восприятиям, то должны быть законы этих выводов, которые с первого взгляда не являются физическими. Я склонен думать, что физика может быть интерпретирована, чтобы включить в себя и эти законы, но сейчас я не буду рассматривать эту возможность. Наша проблема, следовательно, сводится к следующему: признавая восприятия, как мы знаем их из опыта, и физические события, как о них говорит физика, какие мы знаем законы, которые связывают те и другие и тем самым позволяют делать выводы от одних к другим?
Ответ на этот вопрос очевиден и для обыденного здравого смысла. Мы видим, когда свет касается глаза, слышим, когда звук касается уха, осязаем, когда тело находится в контакте с чем-либо другим, и так далее. Эти законы не являются законами физики или физиологии, если физику не подвергать новой радикальной интерпретации. Они являются законами, устанавливающими физические антецеденты восприятия. Эти антецеденты отчасти находятся вне тела воспринимающего (за исключением случаев, когда он воспринимает что-либо происходящее в его собственном теле), отчасти в его органах чувств и нервах и отчасти в его мозгу. Расстройство в любом из этих антецедентов служит помехой для восприятия. Но если один из этих последних антецедентов бывает причинно обусловлен необычным способом, то и восприятие будет таким, каким оно было бы, если бы причинение было обычным, и воспринимающий в таком случае оказывается обманутым, например чем-либо видимым в зеркале или слышимым по радио, если он предварительно не освоился с зеркалами и радио.
Каждый отдельный вывод от восприятия к физическому объекту может поэтому быть ошибочным в том смысле, что он может служить причиной ожиданий, которые не сбываются. Он не будет обычно ошибочным в этом смысле, поскольку привычка делать такой вывод должна была образоваться на основе большого числа случаев, когда этот вывод подтверждался. Но здесь необходимо небольшое уточнение. С практической точки зрения вывод от восприятия подтверждается в том случае, если он возбуждает ожидания, которые сбываются. Это, однако, все остается в пределах восприятия. Из всего этого следует только то, что наши выводы, касающиеся физических объектов, согласуются с опытом, но могут быть и другие гипотезы, равно согласующиеся с опытом.