Абдукция и законы науки

Путь к закону, как известно, лежит через гипотезу, но | гипотезы могут относиться как к отдельным, единичным со­бытиям и фактам, так и к целому их классу. Поскольку законы \ являются общими утверждениями, постольку и объяснитель­ные гипотезы, которые выдвигаются для их поиска, должны < иметь аналогичную логическую структуру. Рассмотрим эту 1 структуру подробнее.

Любой закон науки отображает существенную, регулярную, \ необходимую связь между явлениями природы и общества. Са­мо представление о законе возникает из наблюдения регуляр­ных, повторяющихся явлений и событий, связей между их свойствами и отношениями. Вначале такая регулярность может | иметь случайный характер, но постепенно в процессе познания и практической деятельности люди убеждаются в том, что она основывается на необходимой связи между явлениями, когда, ] например, одно явление неизбежно вызывает другое. Такую связь в настоящее время называют законом причинности. Ясно, что не всякую регулярность и повторяемость явлений можно назвать законом. Общеизвестно, что за днем регулярно насту­пает ночь, но нельзя считать день причиной возникновения ночи. Оба эти явления имеют общую причину — вращение земного шара вокруг своей оси.

В методологии науки выделяют два типа зако­нов: универсальные и статистические. Когда определенная регулярность и необходимость наблюдается во все времена и во всех местах без исключения, то ее называют обычно уни­версальным законом. В законе всемирного тяготения универ­сальный его характер выражается в самом названии закона. Действительно, он утверждает, что два любых тела с массами т и М в любом месте пространства и в любое время притя­гиваются друг к другу с силой, пропорциональной произве­дению их масс и обратно пропорциональной квадрату рас­стояния R между ними:

Mm

R²

История открытия закона всемирного тяготения ясно сви­детельствует, что его установление тесно связано с использова­нием объяснительных гипотез. Исходным пунктом в этой ис­тории является догадка, которую приписывают Ньютону: на открытие закона его навело падение яблока с дерева в саду. Известный исследователь творчества Ньютона академик С. И. Вавилов писал: «Рассказ этот, по-видимому, достоверен и не является легендой». В подтверждение своего утверждения Вавилов ссылается на признание самого Ньютона, сделанное в старости Стекелею: «Между прочим сэр Исаак сказал мне, что точно в такой же обстановке он находился, когда впервые ему пришла в голову мысль о тяготении. Она была вызвана падени­ем яблока, когда он сидел, погрузившись в думы. Почему ябло­ко всегда падает отвесно, подумал он про себя, почему не в сторону, а всегда к центру Земли. Должна существовать притя­гательная сила в материи, сосредоточенная в центре Земли. Ес­ли материя так тянет другую материю, то должна существовать пропорциональность ее количеству. Поэтому яблоко притяги­вает Землю так же, как Земля яблоко. Должна, следовательно, существовать сила, подобная той, которую мы называем тяжес­тью, простирающаяся по всей Вселенной»¹.

Падение яблока — это тот примечательный факт, с которо­го, по мнению Ч. С. Пирса, начинается всякое абдуктивное рассуждение. Именно попытка его объяснения приводит к на­коплению и изучению новых фактов и проверке альтерна­тивных гипотез. Исследование законов падения тел и силы тя­жести было начато еще Галилеем, но он ограничивался лишь изучением законов земной механики. К тому же установлен­ный им закон постоянства ускорения свободно падающих тел, применим лишь в области пространства, отстоящей недалеко от земной поверхности. Зато он сделал огромный вклад в ис­следование принципов механического движения и, в частности, принципа инерции. В отличие от общепринятого до него ари­стотелева представления, что под действием силы тело будет двигаться прямолинейно с постоянной скоростью, Галилей вы­двинул и обосновал принцип, что тело будет двигаться прямо­линейно и равномерно или оставаться в покое только при от-

Вавилов СИ. Исаак Ньютон. - М.- Л, Изд-во АН СССР. - С. 109,110.

сутствии внешних сил. Этот галилеевский принцип инерции сыграл выдающуюся роль и в становлении классической меха­ники, и в открытии закона всемирного тяготения.

Новый крупный шаг в разработке гипотезы тяготения был связан с исследованием законов движения планет И. Кеплером. По существу открытые им эмпирические законы требовали бо­лее общего и конкретного объяснения характера той силы, ко-! торая заставляет планеты двигаться вокруг Солнца по эллипти­ческим орбитам. По его мнению, эта сила распространяется от Солнца к планетам по прямым линиям и заставляет их вра­щаться вместе с ним. Кеплер предполагал, что значение этой силы убывает прямо пропорционально расстоянию планеты от Солнца. В своем основном труде «Новая астрономия или не­бесная физика» он рассматривает тяжесть как стремление к со­единению родственных тел и уподобляет ее магнитному притя­жению: «Если бы не существовало такой силы между Землей и Луной, — писал Кеплер, — то вся вода перетекла бы на Луну».

В «Математических началах натуральной философии» Нью­тон называет в качестве своих предшественников и авторов других альтернативных гипотез, которые, однако, ограничи­вались только качественной их формулировкой. Так, например, французский ученый Буллиальд_в критиковал гипотезу Кеплера и считал, что сила, исходящая от Солнца к планетам, убывает обратно пропорционально не в первой степени, а в квадрате. Более важными для Ньютона были соображения, высказанные в другой альтернативной гипотезе, выдвинутой итальянским ученым Борелли. Последний считал, что между небесными те­лами должно существовать естественное стремление к соедине­нию друг с другом. Однако вращательное движение вызывает у них стремление к движению от центра. Совокупность таких движений, по его мнению, и объясняет эллиптическое движе­ние планет вокруг Солнца.

Наиболее близко к объяснению кеплеровских законов дви­жения планет и характера силы тяготения, по-видимому, под­ходил астроном и физик-экспериментатор Роберт Гук, который даже вступил с Ньютоном в спор о приоритете открытия зако­на всемирного тяготения. Он выдвигал разные гипотезы для объяснения эллиптических орбит планет, но в последних его мемуарах от 1674 г. содержатся уже идеи, которые в каче­ственной форме весьма сходны с ньютоновскими. Его си­стема мира «связана с тремя предположениями. Во-первых,

все небесные тела производят притяжения к их центрам, при­тягивая не только свои части..., но и другие небесные тела, на­ходящиеся в сфере их действия... Второе предположение состо­ит в том, что всякое тело, получившее однажды простое пря­молинейное движение, продолжает двигаться по прямой до тех пор, пока не отклонится в своем движении, другой действую­щей силой и не будет вынуждено описывать круг, эллипс или иную сложную линию. Третье предположение заключается в том, что притягивающие силы действуют тем больше, чем бли­же тело, на которое они действуют, к центру притяжения»¹.

Сравнивая все эти альтернативные гипотезы с ньютонов­ской, нельзя не убедиться, что она является наилучшей из всех, предложенных другими учеными. Некоторые из них оказалась явно не подходящими; другие — весьма неопреде­ленными и основанными на аналогиях с магнитными сила­ми; третьи, как гипотеза Гука, несмотря на сходство о нью­тоновской, были выражены в общей, качественной форме и поэтому не приводили к точным количественным результа­там, что затрудняло их проверку.

Этот краткий исторический экскурс в общих чертах пока­зывает, какую важную роль играет примечательный факт в ходе построения альтернативных объяснительных гипотез и применения абдуктивных рассуждений в научном исследова­нии. В процессе открытия более простых эмпирических за­конов, как убедительно показал английский философ и ис­торик науки Н. Р. Хэнсон на примере установления законов Галилея и Кеплера, абдуктивные, или ретродуктивные, рас­суждения применяются еще с большим успехом. Следует, однако, заметить, что выявление наиболее правдоподобной гипотезы среди альтернативных происходит в ходе историче­ского научного поиска, так что авторы этих гипотез не могут сопоставить их друг с другом, и только развитие науки мо­жет установить, какая из них наилучшим образом объясняет все имеющиеся факты и в конце концов становится законом

науки.

Трудность поиска законов науки предопределена уже их структурой. Универсальные законы отображают необходимые, регулярные связи между всеми явлениями, относящимися к

• Вавилов СИ. Исаак Ньютон. - М.- Л.: Изд-во АН СССР.- С. 116,117.

определенному классу. Поэтому структура таких законов грам­матически выражается условными высказываниями, а логиче­ски — общей импликацией, в которой используется универ­сальный квантор. Так, эмпирический закон теплового расши­рения тел устанавливает, что если тело нагреть, то оно расши­рится. Если обозначить свойства тела: Р — «быть нагретым» Q — «способность расширяться», закон символически можно представить следующей формулой:

(х) (Рх => Qx),

где (х) — универсальный квантор, который показывает, что связь между нагреванием и расширением тел относится ко всем телам: твер­дым, жидким и газообразным.

В статистистических законах рассматриваемая взаимосвязь относится не ко всем членам класса, а только к некоторым. По­этому в отличие от универсальных законов в их символическом представлении используется экзистенциальный квантор, или квантор существования (Ех):

(Ех) (Ах => Вх).

Очевидно, что необходимая и регулярная связь между зако­номерными свойствами и явлениями в объективном мире имеет совершенно иной характер, чем между суждениями в логике. Поэтому в методологии науки различают, например, каузальную, или причинную, связь между причиной и действи­ем в реальном мире, и связь между основанием и следствием в логике, хотя в обычной речи в обоих случаях говорят о причине и следствии.

Основная литература

Рузавин Т.П. Роль и место абдукции в научном исследова-нии//Вопросы философии, 1998, № 1.

Дополнительная литература

Поппер К Логика и рост научного знания — М: Прогресса, 1983. Лукин КВ. Применение абдуктивного вывода в динамиче­ских экспертных системах//Динамические интеллектуаль­ные системы в управлении и моделировании — М., 1966.