Философия и методология науки XX века: от формальной логики к истории науки. Хрестоматия.

Теперь известно, что броуновская частица представляет собой вечный двигатель второго рода и что ее существование опровергает второй закон феноменологической термодинамики. Следовательно, броуновское движение принадлежит к области фактов, важных для этого закона. Теперь возникает вопрос: можно ли открыть это отношение междуброуновским движением и данным законом прямым путем, т. е. путем проверки наблюдаемых следствий феноменологической теории без использования альтернативной теории теплоты? Этот вопрос легко распадается на два других вопроса:

1) можно ли таким образом обнаружить значимость броуновской частицы для решения этого вопроса?

2) можно ли показать, что ею действительно опровергается второй закон?

Ответа на первый вопрос мы не знаем. Мы не знаем, что бы случилось, если было обсуждение, и не была вовлечена кинетическая теория. Однако я могу предположить, что в этом случае броуновская частица рассматривалась бы как некоторая странность…и что она не заняла бы того решающего места, которое ей приписывает современная теория. Ответ на второй вопрос прост: нельзя. Посмотрим, что требуется для открытия несовместимости между феноменом броуновского движения и вторым законом термодинамики. Для этого требуется: а) измерить точное движение частицы, с тем чтобы установить изменение ее кинетической энергии и энергии, потраченной на преодоление сопротивления жидкости, и б) точно измерить температуру и теплоту, переданную окружающей среде, для обоснования утверждения о том, что любая потеря: в данном случае действительно компенсируется ростом энергии движущейся частицы и работой, затраченной на преодоление сопротивления жидкости. Такие измерения превосходят наши экспериментальные возможности, ибо ни передача тепла, ни путь частицы не могут быть измерены с требуемой точностью. Поэтому “прямое” опровержение второго закона термодинамики, которое опиралось бы только на феноменологическую” теорию и “факт” броуновского движения, невозможно. Оно невозможно вследствие структуры мира, в котором мы живем, и в силу законов, справедливых в этом мире. И как хорошо известно, действительное опровержение этого закона было получено совершенно иным образом: оно было получено с помощью кинетической теории и благодаря ее использованию Эйнштейном при вычислении статистических свойств броуновского движения. При этом феноменологическая теория (Т') была включена в более широкий контекст статистической физики (Т) таким образом, что условие совместимости было нарушено, и лишь после этого был поставлен решающий эксперимент (исследования Сведберга и Перрина).

Мне представляется, что данный пример является типичным примером отношения между общими теориями, или точками зрения, и “фактами”. Важность и опровергающий характер решающих фактов можно обосновать только с помощью других теорий, которые хотя и являются фактуально адекватными, но не coгласуются с проверяемой концепцией. Поэтому изобретение и разработка альтернатив предшествуют производству опровергающих фактов. Эмпиризм, по крайней мере, в некоторых его наиболее разработанных вариантах, требует, чтобы эмпирическое содержание всякого нашего знания по мере возможности возрастало. Следовательно, изобретение альтернатив обсуждаемых точек зрения составляет существенную часть эмпирического метода. И наоборот, тот факт, что условие совместимости устраняет альтернативы, показывает его расхождение не только с научной практикой, но и с эмпиризмом. Исключая важные проверки, оно уменьшает эмпирическое содержание сохраняемых теорий (как говорилось выше, обычно это теории, появившиеся первыми); в частности, это условие уменьшает число таких фактов, которые могли бы показать пределы этих теорий. Последний результат применения условия совместимости представляет особый интерес. Вполне возможно, что опровержение квантовомеханических неопределенностей предполагает как раз такое включение современной теории в более широкий контекст, который не согласуется с идеей дополнительности и, следовательно, приводит к новым и притом решающим экспериментам. И столь же возможно, что отстаивание некоторыми современными ведущими физиками условия совместимости в случае успеха приведет к защите неопределенностей от опровержения. Таким образом, данное условие, в конце концов, может привести к тому, что некоторая точка зрения превратится в догму, полностью ограждающую себя — якобы во имя опыта — от любой возможной критики.