Век позитивизма. От Конта до Пуанкаре.

Ярослав Золотарёв

Век позитивизма. От Конта до Пуанкаре.

Введение. Астроном, гадалка и курица

Вопрос, оставленный в наследство

Первый том закончился вопросом, на который мы обещали ответить во втором. Сформулируем его ещё раз, потому что весь XIX век философия науки в сущности пыталась на него ответить.

Астроном объявляет, что через три года, в такой-то день и час, над такой-то областью Земли Луна закроет Солнце. Гадалка, разложив карты, объявляет клиентке, что через три года та встретит свою судьбу. Наконец, курица, которую фермер каждое утро кормит зерном, после сотни сытых утр вполне обоснованно «ожидает» сто первого. Этого персонажа придумал Бертран Рассел, и его судьба известна: в одно прекрасное утро фермер приходит не с зерном, а с топором.

Все трое что-то предсказывают. Все трое опираются на прошлое: астроном — на многовековые наблюдения за небом, гадалка — на «многолетний опыт» и «древнюю традицию», курица — на сотню утр. Почему мы уверены, что астроном прав, а гадалка нет? И чем астроном, строго говоря, отличается от курицы, если и он, и она переносят прошлое на будущее?

Самый частый ответ — «наука доказала» — здесь ничего не объясняет. Это всё равно что сказать «так написано в хорошей книге». Нас интересует, почему эта книга хорошая.

Уже знакомый нам Дэвид Юм показал в XVIII веке, что честного логического мостика от «так было» к «так будет» нет. Из того, что Солнце всходило миллионы раз, не следует с логической необходимостью, что оно взойдёт завтра. Наша уверенность держится на привычке, а привычка, как наглядно показывает курица, может подвести. Юм не призывал отказаться от науки, он только показал, что её фундамент не там, где его искали.

Иммануил Кант попробовал спасти положение. Причинность, пространство и время, по Канту, не вычитываются из опыта, а вносятся в него нашим умом. Поэтому законы вроде «у всякого события есть причина» или аксиомы евклидовой геометрии выполняются заранее и всегда: иначе мы просто не смогли бы ничего воспринять. Знание, которое одновременно сообщает нечто новое о мире и при этом не зависит от опыта, Кант назвал синтетическим априорным.

Это было изящное решение, и полвека оно казалось надёжным. Но XIX век начал подтачивать его с самой неожиданной стороны — с математики. В 1829 году Николай Лобачевский опубликовал геометрию, в которой через точку вне прямой проходит больше одной параллельной, и она оказалась столь же непротиворечивой, как евклидова. Если наш ум «заранее знает» евклидову геометрию, откуда взялась другая? И какая из них описывает настоящее пространство?

Так XIX век получил задачу в обострённом виде. Юмовская проблема индукции никуда не делась, а кантовская подпорка зашаталась. Нужно было заново объяснить, почему наука заслуживает доверия, и одновременно — чем она отличается от гадалок, которых в этом веке стало не меньше, а больше.

Четыре ответа XIX века

Если отбросить подробности, мыслители, о которых пойдёт речь в этом томе, дали на вопрос об астрономе и курице четыре разных ответа. Каждый из них займёт по нескольку глав, поэтому здесь — только карта.

Первый ответ: индукцию можно узаконить. Да, логического мостика от прошлого к будущему нет, но можно найти правила, по которым из наблюдений честно получаются законы, и отличить хорошее обобщение от плохого. Курица ошиблась не потому, что обобщала, а потому, что обобщала небрежно: она не варьировала условий, не искала причину, не спрашивала, зачем фермеру её кормить. Этот путь выбрал Джон Стюарт Милль, превративший бэконовские таблицы в систему методов индуктивной логики. Позже его продолжили те, кто привлёк к делу теорию вероятностей: если нельзя доказать, что Солнце взойдёт, то можно хотя бы оценить, насколько это вероятно.

Второй ответ: индукция — это догадка плюс проверка. Законы не вычитываются из фактов, как ответ из таблицы. Учёный изобретает гипотезу — смелую, порой фантастическую, — а потом выводит из неё следствия и сверяет их с природой. Ценность гипотезы в том, что она предсказывает то, чего мы ещё не видели, и объединяет факты, которые казались несвязанными. Так думали англичанин Уильям Уэвелл, споривший с Миллем, логик и экономист Уильям Стэнли Джевонс и американец Чарлз Сандерс Пирс, придумавший для этого творческого шага специальное слово — абдукция. Этот ответ потом станет основой гипотетико-дедуктивного метода, а в XX веке, у Карла Поппера, превратится в целую философию.

Третий ответ: не спрашивайте «почему», описывайте «как». Может быть, сама задача поставлена неверно. Наука вовсе не обязана открывать скрытые причины вещей и тем более «сущность» мира. Её дело — находить устойчивые соотношения между явлениями и описывать их как можно короче и точнее. Тогда вопрос «почему Солнце взойдёт завтра» теряет мистический ореол: закон — это сжатая запись того, что мы наблюдали, и инструмент для предсказания, а не окно в тайный механизм мироздания. Это ответ Огюста Конта, основателя позитивизма, а в конце века — Густава Кирхгофа и Эрнста Маха.

Четвёртый ответ: часть знания — соглашения. Анри Пуанкаре заметил, что некоторые положения науки не открыты и не выведены из опыта, а приняты, как принимают систему мер: метр не истиннее аршина, он удобнее. Какая геометрия «верна», евклидова или Лобачевского, — вопрос, который, по Пуанкаре, похож на вопрос, верны ли декартовы координаты. Пьер Дюгем пошёл дальше: в эксперименте никогда не проверяется отдельная гипотеза, а только вся теория целиком, вместе с теорией приборов и множеством допущений. Поэтому решающих экспериментов, раз и навсегда опровергающих одну гипотезу и доказывающих другую, не бывает.

К концу тома мы увидим, что каждый из четырёх ответов что-то спасает и что-то теряет. Милль спасает опыт, но не может обосновать собственный принцип единообразия природы, не попадая в порочный круг. Уэвелл и Пирс объясняют, как наука движется вперёд, но не дают гарантии, что она движется к истине. Конт и Мах избавляют науку от метафизики, но заодно рискуют выбросить атомы. Пуанкаре и Дюгем показывают, как много в науке свободного выбора, — и сами же ищут, что удерживает этот выбор от произвола. С этим неоконченным спором XIX век передаст эстафету Венскому кружку и Попперу, а мы — третьему тому.

Как наука стала профессией

Между Ньютоном и Дарвином изменились не только теории. Изменилось само занятие наукой, и без этого фона многие споры XIX века непонятны.

В 1700 году учёный был, как правило, человеком с досугом и независимым доходом: дворянином, священником, врачом, придворным астрономом. Научные общества вроде Лондонского королевского больше напоминали клубы образованных джентльменов. Платили за науку редко, и уж точно не за то, чтобы человек открывал новое: платили за преподавание, за составление календарей, за лечение короля.

К 1900 году картина была уже знакома нам. Учёный — это служащий с окладом, должностью, начальником и учениками; он работает в лаборатории, публикуется в специализированном журнале, ездит на съезды и пишет отчёты. Переход занял весь век, и у него есть несколько вех.

В 1810 году в Берлине открылся университет, устроенный по замыслу Вильгельма фон Гумбольдта: профессор не только пересказывает готовое знание, но и сам исследует, а студент учится, участвуя в исследовании. Модель оказалась заразительной, и к концу века по ней перестраивались университеты от Америки до Японии. В 1820-х годах химик Юстус Либих завёл в небольшом Гиссене учебную лабораторию, где студенты учились ставить опыты руками, — образец, который потом повторят по всей Европе. В 1831 году появилась Британская ассоциация содействия развитию науки с ежегодными съездами в разных городах: наука начала выходить к публике. Множились журналы, и каждый был уже не «обо всём», а о своей дисциплине.

Одновременно наука впервые стала очевидным источником техники. Раньше связь была скорее обратной: паровую машину строили практики, а теорию тепла подгоняли потом. Теперь из лабораторий выходили телеграф, анилиновые красители, удобрения, электрическое освещение. Целые отрасли промышленности, особенно химическая и электротехническая, жили научными открытиями. Наука стала силой, которую видно из окна поезда, — а вслед за этим и предметом гордости государств, и статьёй их бюджетов.

Наконец, наука стала разной. В XVIII веке у неё был один бесспорный образец — ньютоновская механика, и вопрос о научном методе сводился к вопросу, как Ньютону это удалось. В XIX веке появились термодинамика, теория электромагнитного поля, органическая химия, физиология, геология, эволюционная биология, статистика, неевклидова геометрия. У каждой были свои приёмы. Геолог и биолог реконструировали прошлое, которое нельзя повторить в опыте. Физиолог резал живых животных и разглядывал клетки. Статистик изучал не отдельные события, а массы событий, каждое из которых по отдельности непредсказуемо. Естественно возник вопрос, который ньютоновскому веку не приходил в голову: есть ли вообще один научный метод, общий для всех этих занятий? Или у каждой науки своя логика?

Именно в эту эпоху — эпоху науки профессиональной, многоликой и могущественной — философия науки и выделилась в самостоятельную область размышлений. Раньше о методе писали между делом сами учёные или философы-универсалы. Теперь появились книги, целиком посвящённые тому, как устроено научное знание и почему ему можно доверять.

Престиж и подделки

Фальшивомонетчики никогда не подделывают фантики. Подделывают то, что имеет цену, и чем твёрже валюта, тем больше на неё желающих. С наукой в XIX веке произошло то же самое. Как только она стала символом достоверности, прогресса и власти над природой, вокруг неё выросла целая индустрия подделок.

В средние века шарлатан рядился в монаха или алхимика, ссылаясь на откровение и тайное знание. В XIX веке он надел сюртук и заговорил языком лаборатории. Френологи, наследники венского врача Франца Йозефа Галля, ощупывали черепа и по шишкам определяли склонность к поэзии, воровству или супружеской верности, сопровождая это анатомическими атласами и терминологией. Последователи Месмера лечили «животным магнетизмом» — невидимым флюидом, который якобы можно направлять пассами рук, — и охотно сравнивали его с электричеством и магнетизмом настоящих физиков. Гомеопаты ссылались на «закон подобия» и «опыты на здоровых». Медиумы, вызывавшие духов за вертящимися столиками, приглашали на сеансы профессоров и с гордостью публиковали их отзывы, если те оказывались благосклонными.

Подделка под науку стала нормой и в коммерции. Газеты пестрели рекламой патентованных средств от всех болезней, электрических поясов для бодрости и аппаратов для омоложения, причём непременно «одобренных докторами» и «основанных на последних открытиях». Читатель без труда узнает тот же приём в современной рекламе любой страны: йогурт «с научно доказанным эффектом» и крем «с нанотехнологиями» — прямые потомки электрического пояса.

На науку стали ссылаться и большие учения об обществе. Если физика открыла законы движения планет, а Дарвин — законы развития жизни, то почему бы не открыть законы истории, по которым общество неизбежно придёт к заранее известному финалу? Претензия на «научность» социальных доктрин — один из самых громких сюжетов века. Одной из них, называвшей себя научным социализмом, мы посвятим отдельную главу и проверим её на тех же весах, что и френологию.

Всё это сделало проблему демаркации, знакомую нам по первому тому, практической. Отличить науку от подделки нужно было не на кафедре, а в суде, в больнице, в министерстве просвещения, на страницах газет. И XIX век начал изобретать для этого инструменты. Учёные собирали комиссии, которые проверяли чудеса: в 1784 году такая комиссия, с Бенджамином Франклином и Антуаном Лавуазье в составе, разбирала месмеризм, а в 1853 году Майкл Фарадей несложным прибором показал, кто на самом деле вертит столы на спиритических сеансах. Появлялись слепые испытания, контрольные группы, требования воспроизводимости. Это были ещё не теории, а ремесленные приёмы, но в них уже угадываются будущие критерии научности.

Интересно, что разоблачать приходилось не только мошенников. В начале XX века французские физики годами «наблюдали» новый вид излучения, которого не существовало, и обманули их не шарлатаны, а их собственные ожидания. Подделка под науку возможна и изнутри науки. Об этих историях — глава девятая. Нынешний читатель, выросший на телешоу, где ясновидящие ищут спрятанные предметы в антураже научной лаборатории, узнает в них немало знакомого.

Что такое позитивизм и чем он не является

Том называется «Век позитивизма», и пора объяснить, что это слово значит. Тем более что у российского читателя с ним связано больше путаницы, чем с любым другим термином этой книги.

Слово ввёл в широкий оборот Огюст Конт, бывший секретарь социалиста-утописта Сен-Симона, в 1830-х годах. «Положительное» (positif) у Конта — это знание, которое противостоит пустым умозрениям. Сам он перечислял несколько оттенков смысла: положительное — значит реальное, а не химерическое; полезное, а не праздное; достоверное, а не сомнительное; точное, а не смутное. Положительному знанию противостоит знание «метафизическое»: рассуждения о сущностях, первопричинах, конечных целях, о которых опыт ничего сказать не может. Позитивист отказывается от вопроса, что такое тяготение «на самом деле», и довольствуется законом, по которому оно действует. Подробно об этом — во второй главе.

В учебниках философии, по которым учились несколько поколений наших читателей, история позитивизма излагалась как три волны. Первая — Конт, Милль и Герберт Спенсер, середина XIX века. Вторая — Эрнст Мах и Рихард Авенариус, конец века; их учение называли эмпириокритицизмом, или махизмом. Третья — неопозитивизм, или логический позитивизм, Венского кружка в XX веке, о котором пойдёт речь в третьем томе.

Схема полезна как первый ориентир, но у неё два недостатка. Во-первых, она создаёт впечатление единой школы, которая трижды обновлялась, как программа на компьютере. На деле Мах опирался на Конта гораздо меньше, чем на физику и физиологию своего времени, а Венский кружок вырос скорее из новой логики Фреге и Рассела. Во-вторых, она оставляет за бортом мыслителей, без которых философия науки XIX века непредставима. Уэвелл был кантианцем и противником Милля. Пирс был прагматистом. Пуанкаре и Дюгем позитивистами себя не считали и спорили со многими позитивистскими тезисами. Самые содержательные споры века шли не между позитивистами и их врагами, а внутри научного лагеря — между теми, кто по-разному понимал, что делает науку наукой.

Судьба самого слова тоже поучительна. В советских учебниках «позитивизм» звучал почти как ругательство — синоним буржуазной ограниченности, которая не дотягивает до диалектики. В нынешней разговорной речи слово «позитив» означает бодрое настроение, и «позитивное мышление» продают на тренингах личностного роста. Ни то, ни другое к Конту отношения не имеет. Конт меньше всего думал о настроении, а его «положительная философия» была самой амбициозной попыткой своего времени поставить знание на твёрдую почву опыта.

Почему же том называется «Век позитивизма», если в нём столько непозитивистов? Потому что именно позитивисты задали повестку. Требование опираться на опыт, отказ от недоказуемых сущностей, вера в то, что научный метод применим и к обществу, — с этим соглашались или спорили все, но пройти мимо не мог никто. Так «век Просвещения» называют по просветителям, хотя жили в нём и их противники.

Пять вечных вопросов в XIX веке

В первом томе мы выделили пять вопросов, которые философия науки задаёт с античности: как отличить знание от его подделки, каким методом его добывать, что значит объяснить явление, существует ли на самом деле то, о чём говорят теории, и как знание развивается. XIX век не закрыл ни одного из них, но каждый поставил острее.

Метод: индукция или гипотеза? Бэкон и Ньютон завещали веку подозрительное отношение к гипотезам: факты надо собирать, а не выдумывать. Милль довёл эту линию до системы правил. Уэвелл возразил, что ни один великий закон не был получен так, как учат правила Милля: Кеплер не вычитал эллипс из таблиц Тихо Браге, а придумал его и проверил. Спор Милля и Уэвелла — первый большой спор о научном методе в современном смысле, и в нём уже звучат почти все доводы, которыми будут обмениваться философы XX века.

Объяснение: причины или описание? Для Аристотеля объяснить — значит назвать причину, а лучше четыре. Конт объявил поиск причин пережитком метафизики. Кирхгоф в 1870-х годах сформулировал задачу механики так: описывать движения полно и просто, не задаваясь вопросом об их причинах. Мах пошёл ещё дальше и увидел в научных законах способ экономить мысленные усилия. Противники отвечали, что наука, отказавшаяся объяснять, перестанет понимать даже то, что описывает.

Реальность: атомы или удобная выдумка? Химики XIX века работали с атомами Дальтона, но никто не видел ни одного атома. Не являются ли атомы просто счётными фишками, полезными для расчётов, как эпициклы Птолемея? Этот спор растянулся почти на сто лет, расколол физиков на рубеже веков и закончился неожиданно убедительной развязкой. Ему посвящена двенадцатая глава.

Развитие: как растёт знание? В XIX веке появились первые большие истории науки. Уэвелл написал «Историю индуктивных наук», чтобы из неё вывести философию научного метода. Дюгем, изучая забытые средневековые рукописи, обнаружил, что научная революция XVII века выросла из схоластики XIV века. Одновременно Дарвин предложил теорию развития жизни, которую тут же попытались перенести на развитие общества, языков, морали — и самой науки.

Демаркация: что считать наукой? Это сквозная линия всей нашей серии. В XIX веке она проходила через френологию и спиритизм, гомеопатию и месмеризм, а также через социальные учения, объявлявшие себя наукой. Дарвиновская теория поставила вопрос с другой стороны: она объясняла прошлое, но почти ничего не предсказывала о будущем. Значит ли это, что она ненаучна, или что критерии научности надо пересмотреть?

Как устроен том

В томе четырнадцать глав, сгруппированных в три части.

Часть первая, «Позитивизм и логика индукции», охватывает 1830–1870-е годы. Она начинается с англичан Джона Гершеля и Уильяма Уэвелла, которые первыми попытались ответить Юму не общими словами, а разбором реальных открытий. Затем идут Огюст Конт с его законом трёх стадий и Джон Стюарт Милль с его логикой индукции. Завершает часть глава о том, как в логику пришла теория вероятностей и как на вопрос о восходе Солнца попытались ответить числом.

Часть вторая, «Науки переписывают философию», показывает, как открытия в отдельных науках заставляли пересматривать представления о знании вообще. Неевклидовы геометрии и исследования восприятия Германа Гельмгольца пошатнули кантовское априори. Дарвин предложил теорию нового типа, и философам пришлось решать, наука ли это. Претензии марксизма на научность мы рассмотрим глазами его критика из того же левого лагеря — Петра Кропоткина, географа и естествоиспытателя. Клод Бернар и Луи Пастер перенесли эксперимент в науки о жизни. А в главе о чудесах XIX века мы посмотрим, как учёные проверяли спиритов, френологов и гомеопатов — и как иногда обманывались сами.

Часть третья, «Кризис классической картины», охватывает последние десятилетия XIX века и начало XX. Здесь Пирс с его прагматизмом и абдукцией, Мах с его «а вы их видели?», спор об атомах между Людвигом Больцманом и Вильгельмом Оствальдом. Завершают том две главы о французских физиках-философах: Пьере Дюгеме, который показал, что решающих экспериментов не бывает, и Анри Пуанкаре, который нашёл в фундаменте науки соглашения — и тут же указал их пределы.

Каждая глава устроена так же, как в первом томе. Она начинается со сцены или парадокса из жизни мыслителя, затем объясняет, какую проблему он решал, излагает его аргумент по шагам, разбирает возражения и то, что от его идей осталось сегодня. В конце — итог и вопрос читателю, на который не всегда есть готовый ответ.

Тех, кто не читал первый том, успокоим: эта книга читается самостоятельно. Если нам понадобится Юм, Кант или Ньютон, мы коротко напомним, что нужно. Тем, кто читал, предстоит встретить немало старых знакомых — уже знакомого нам Маха с его сомнениями в атомах, уже знакомого Дюгема с его средневековыми рукописями, — но теперь им предоставлено слово целиком.

А начнём мы с летнего собрания Британской ассоциации в Кембридже в 1833 году, где выяснилось, что у людей, посвятивших жизнь изучению природы, до сих пор нет общего имени.

Итог и вопрос читателю

XIX век получил от Юма и Канта нерешённую задачу: объяснить, почему предсказание астронома заслуживает доверия, а предсказание гадалки — нет, хотя оба опираются на прошлое. Кантовская подпорка зашаталась вместе с евклидовой геометрией, а сама наука стала профессией, источником техники и предметом массовых подделок. В ответ век предложил четыре стратегии: узаконить индукцию правилами, понять её как догадку с проверкой, отказаться от причин в пользу описания или признать, что часть знания — соглашения. Ни одна из них не победила окончательно, но именно в их споре сложилась философия науки как самостоятельная дисциплина.

Вопрос читателю. Попробуйте сами ответить на вопрос об астрономе, гадалке и курице каждым из четырёх способов. Какой ответ кажется вам самым убедительным — и что, по-вашему, он оставляет без ответа? Вернитесь к своему выбору, когда дочитаете том.

Глава 1. После Юма: Гершель и Уэвелл

Слово, которого не было

Летом 1833 года в Кембридже проходило третье собрание Британской ассоциации содействия развитию науки. Ассоциация была молодой и шумной: её основали за два года до этого, чтобы вытащить науку из закрытых клубов и показать публике. Съезжались астрономы и химики, геологи и врачи, инженеры и просто любопытствующие. Залы были полны, газеты писали отчёты.

На одном из заседаний слово взял гость, которого меньше всего ожидали увидеть среди естествоиспытателей, — поэт Сэмюэл Тейлор Кольридж, автор «Сказания о старом мореходе», а к тому времени ещё и почтенный философ-романтик. Кольридж высказал претензию, которая сегодня кажется странной. Он возражал против того, чтобы собравшихся называли «философами». Философ — это человек, который размышляет о первых началах, о Боге, душе и разуме. А люди, которые копаются в земле, взвешивают соли и смотрят в телескоп, при всём уважении, философами не являются.

Возразить было трудно, потому что в английском языке для этих людей действительно не было общего имени. Говорили «натуральный философ» — о физике, «натуралист» — о том, кто изучает животных и растения, «человек науки» — описательно и громоздко. Слово science означало просто «знание», и химик, геолог и астроном не чувствовали себя представителями одной профессии.

И тогда, как вспоминали потом, встал кембриджский профессор Уильям Уэвелл и предложил выход: раз есть artist — человек искусства, пусть будет и scientist — человек науки. Через год, в 1834-м, Уэвелл описал этот эпизод в рецензии на книгу Мэри Сомервилль «О связи физических наук», осторожно приписав находку «одному изобретательному джентльмену». А в 1840 году, в своей главной книге, уже прямо и всерьёз предложил называть так всякого, кто занимается наукой.

Слово приживалось трудно. Британским учёным оно казалось неуклюжим гибридом латинского корня и греческого суффикса, вдобавок отдающим американским просторечием. Многие из них ещё в конце века предпочитали называть себя «людьми науки». Но язык в итоге согласился с Уэвеллом, и сегодня английское scientist — одно из самых употребительных слов на планете. Русскому читателю эта история может показаться экзотической: у нас «учёный» существовал давно. Но наш «учёный» означал просто образованного человека, и узкий смысл — профессиональный исследователь природы — он тоже приобрёл только в XIX веке.

Уэвелл вообще был настоящей фабрикой слов. Слово «физик» в современном смысле, physicist, — тоже его предложение. Когда Майкл Фарадей открыл законы электролиза и стал искать названия для новых понятий, он обратился к Уэвеллу, и тот предложил «анод», «катод» и «ион». Спор геологов о том, менялась ли Земля медленно или путём катастроф, мы до сих пор называем его словами: униформизм и катастрофизм. Сама эта страсть к точным именам многое говорит об Уэвелле: для него назвать вещь правильно значило уже наполовину её понять.