Введение в логику и научный метод

«Кеплер предложил большой набор наблюдений за видимыми местонахождениями Марса в разное время. Он также знал, что в общем виде система Птолемея согласуется с данными наблюдений, хотя существовали различные сложности при попытке ее полного согласования. Также Кеплер считал, что гипотезу Коперника следовало принять. Данная гипотеза, в том виде, в каком ее изначально мыслил Коперник, лишь модифицировала теорию Птолемея так, чтобы придать всем телам Солнечной системы общее движение, результатом чего стало утверждение о том, что Солнце на самом деле покоится. Поэтому, на первый взгляд, может показаться, что подобная модификация никак не отразится на наблюдениях. Если бы Милль назвал «описанием» работу Коперника, то он не был бы так уж далек от истины. Однако Кеплер не рассматривал существо дела так, как Коперник. На основании того, что Солнце находилось так близко к центру системы и имело такой огромный размер (уже Кеплер знал, что диаметр Солнца должен превышать диаметр Земли, как минимум, в пятнадцать раз), Кеплер пришел к мысли о том, что Солнце должно было иметь какое-то отношение к тому, почему планеты двигались по своим орбитам. Для того чтобы прийти к этому совсем еще неясному ретродуктивному умозаключению, потребовалось крайне большое количество интеллектуальных усилий, и именно оно оказало наибольшее влияние на всю последующую работу Кеплера. Кеплер заметил, что линии апсид между Марсом и Землей не являются параллельными; с помощью различных наблюдений он сделал искусный вывод о том, что эти линии, вероятно, должны пересекаться в точке, где было расположено Солнце. Следствием этого стало предположение о том, что общее описание движения станет проще, если рассматривать Солнце как фиксированную точку отсчета для установления координат любой другой точки. Далее последовал вывод о том, что правильным временем для наблюдения Марса и установления его орбиты было то, когда он находился прямо напротив Солнца, т. е. истинного Солнца, а не среднего Солнца, как было принято считать ранее. Разрабатывая данную идею, Кеплер построил теорию движения Марса, предлагавшую с точностью ту же долготу, что сам Кеплер, а также Тихо Браге наблюдали тринадцать раз. Однако, к сожалению, в том, что касалось показаний широты, данная теория была совершенно несовместимой с данными наблюдения за Марсом, когда он находился далеко от точки противостояния.

На каждом из этапов этого долгого исследования Кеплер имел теорию, которая была приблизительно истинной, поскольку она лишь приблизительно соответствовала данным наблюдений (т. е. в пределах 8', хотя данные, полученные Браге, безусловно, могли содержать ошибку). И после тщательного и последовательного размышления Кеплер модифицировал свою теорию, с тем чтобы она лучше соответствовала наблюдаемому факту. Так, он обнаружил, что центр орбиты делит пополам ее эксцентриситет, и из этого факта сделал вывод о ложности теории экванта, заменив ее единым принципом описания площадей. После этого он обнаружил, что планета движется быстрее, находясь под углом в девяносто градусов относительно апсидов, чем ей следует. Встал вопрос о том, является ли это указанием на ошибку в законе площадей или же на то, что существует сжатие орбиты. Кеплер искусным образом доказал, что именно последнее имеет место.

Таким образом, Кеплер никогда не модифицировал свою теорию по произвольным причинам, а, наоборот, всегда находил для модификации прочное и рациональное основание… поэтому всякий раз, когда такая модификация осуществлялась, получавшаяся в результате теория в точности соответствовала наблюдениям и покоилась на совершенно новом логическом основании, отличном от того, каким она обладала бы, если бы изменялась произвольным образом. Кеплер продемонстрировал свое тонкое логическое чутье в своем детальном описании каждого из этапов исследования, приведшего его к открытию истинной орбиты. Пример Кеплера – величайший из когда-либо осуществленных примеров ретродуктивного мышления» [146] .

Проанализируйте предложенную Кеплером и описанную Пирсом процедуру и проявите использованные им гипотезы.

7. При мытье стаканов в горячей мыльной воде с последующим их размещением вверх дном на тарелке было обнаружено, что пузыри сначала появлялись снаружи той части стакана, которая непосредственно соприкасалась с тарелкой, а затем перемещались внутрь. Была сформулирована гипотеза, согласно которой данное явление объяснялось тем, что из стакана выходил воздух. Покажите, что эта гипотеза объясняет наблюдаемый факт, если также предполагается, что:

a. Мыльная вода на тарелке препятствует выходу воздуха и тем самым возникают пузыри.

b. Воздух в стакане расширяется в силу увеличения температуры, давления или того и другого вместе.

c. Воздух не мог быть нагрет после того, как стакан был извлечен из мыльной воды.

d. Холодный воздух поступает в стакан при его перемещении из воды на тарелку.

e. Воздух в стакане сжимается, когда остывает.