Человеческое познание его сферы и границы

Каждая развившаяся эмпирическая наука имеет два аспекта: с одной стороны, она состоит из системы различными способами взаимосвязанных предложений (высказываний), часто содержащей небольшое число избранных предложений, из которых могут быть выведены остальные предложения; с другой стороны, она является попыткой описания некоторой части или стороны вселенной. В первом аспекте суть дела заключается не в истинности или ложности каких-то предложений, а в их взаимосвязи. Например, если бы сила тяготения изменялась прямо пропорционально расстоянию, то планеты (если бы они существовали) вращались бы вокруг Солнца (если бы оно существовало) по эллипсам, в которых Солнце находилось бы в центре, а не в фокусе. Это предложение не является частью описательной астрономии. Имеется и другое сходное предложение, также не являющееся частью описательной астрономии, говорящее, что если сила тяготения изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, то планеты (если они существуют) будут вращаться вокруг Солнца (если оно существует) по эллипсам, в которых Солнце будет находиться в фокусе. Это отличается от следующих двух утверждений: 1) сила тяготения изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния и 2) планеты вращаются по эллипсам вокруг Солнца, находящегося в их фокусе. Первое предложение является гипотетическим; два последних утверждают как антецедент, так и консеквент первого гипотетического предложения. Сделать это им позволяет обращение к наблюдению.

Обращение к наблюдению делается в таких утверждениях, как "Это есть Солнце"; такие утверждения, следовательно, являются существенными для истинности астрономии. Подобные утверждения никогда не появляются на стадии завершения астрономической теории, ко они появляются, когда теория находится в периоде становления. Например, после наблюдений солнечного затмения в 1919 году стало известно, что на фотографиях некоторые звезды получились с такими-то смещениями в отношении Солнца. Это было утверждение о положении некоторых точек на фотографической пластинке, наблюденных некоторыми астрономами в некоторый момент времени; это предложение первоначально относилось не к астрономии, а к биографии астрономов, и все же оно было свидетельством в пользу важной астрономической теории.

Таким образом, оказывается, что словарь астрономии шире в том случае, если мы рассматриваем её как систему предложений, выводящих из опыта истину или по крайней мере вероятность, чем в том случае, если бы мы трактовали её как чисто гипотетическую систему, истинность или ложность которой нас не касается. В первом случае мы должны быть в состоянии сказать: "Это есть Солнце" или что-либо в этом роде;

в последнем случае такой необходимости не возникает, физика, которую мы будем рассматривать дальше, находится по сравнению с географией и астрономией в другом положении, поскольку она не должна говорить о том, что и где существует, а занимается только установлением общих законов. "Медь является проводником электричества" - есть закон физики, а "Медь имеется в Корнуэлле" - есть факт географии. Физик как таковой не интересуется вопросом, где имеется медь, пока её достаточно в его лаборатории.

На ранних стадиях развития физики слово "медь" было необходимым, а теперь оно заменяется определением. "Медь" есть "элемент, атомный номер которого есть 29", и это определение позволяет нам вывести многое об атоме меди. Все элементы могут быть определены с помощью электронов и протонов или, во всяком случае, с помощью электронов, позитронов и протонов. (Возможно, что протон состоит из нейтрона и позитрона.) Эти единицы сами могут быть определены через их массу и электрический заряд. В этом анализе, поскольку масса есть форма энергии, энергия, электрический заряд и пространственно-временные координаты составляют, по-видимому, все, в чем физика нуждается; и благодаря отсутствию географического элемента координаты могут остаться чисто гипотетическими, то есть здесь нет необходимости в аналогии с Гринвичем. Физика как "чистая" наука, то есть независимо от методов проверки, нуждается, следовательно, только в четырехмерном континууме, в котором распределяются изменяющиеся количества энергии и электричества. Для этого годится любой четырехмерный континуум, а от "энергии" и "электричества" требуется только, чтобы они были количествами, способ изменения распределения которых являлся бы подчиненным определенным, приписываемым ему законам.