Головна

Августин 56 сторінка

  1.  1 сторінка
  2.  1 сторінка
  3.  1 сторінка
  4.  1 сторінка
  5.  1 сторінка
  6.  1 сторінка
  7.  1 сторінка

Експериментальний метод продемонстрував свою величезну плідність. Величезний прогрес, досягнутий у фізиці в останні два століття і особливо в останні кілька десятиліть, був би неможливий без експериментального методу. В такому випадку можна запитати, чому експериментальний метод не використовується у всіх областях науки?

У деяких областях його не так легко використовувати, як у фізиці. В астрономії, наприклад, ми не можемо повідомити планеті поштовх в деякому іншому напрямку і подивитися, що c ній трапиться. Астрономічні об'єкти за межами досяжності. Ми можемо тільки спостерігати і описувати їх. Іноді астрономи можуть в лабораторії створювати умови, подібні, скажімо, умов на поверхні Сонця чи Місяця, а потім спостерігати, що трапиться при цих умовах. Але в дійсності це є не астрономічний, а фізичний експеримент, який має лише певний стосунок до астрономічного пізнання.

Зовсім інші причини перешкоджають вченим в галузі суспільних наук робити експерименти c великими групами людей. Ці вчені виробляють експерименти c групами, але зазвичай це малі групи людей. Якщо ми хочемо дізнатися, як реагують люди, коли вони не в змозі отримати воду, ми можемо взяти двох або трьох осіб, встановити їм дієту без рідини і спостерігати їх реакцію. Але це не покаже нам, як будуть реагувати великі громади, коли буде відключено водопостачання. Було б цікавим експериментом - відключити водопостачання, наприклад, Нью-Йорка. Чи стануть люди шаленіти або стануть апатичними? Спробують вони організувати революцію проти міського управління? Звичайно, ніякої вчений в галузі суспільних наук НЕ буде планувати постановку такого експерименту, тому що він знає, що суспільство не дозволить йому цього. Люди не дозволять вченим грати їх нагальними потребами.

Навіть тоді, коли по відношенню до громади не виявляється ніякої дійсної жорстокості, часто існує сильне суспільне протидія експериментів c групами людей. Наприклад, в Мексиці є племена, які виконують ритуальні танці, коли відбувається затемнення Сонця. Члени цих племен переконані, що таким шляхом вони можуть задобрити бога, який викликає ці затемнення. Нарешті світло сонця з'являється знову. Припустимо, що група антропологів спробує переконати цих людей, що їх ритуальні танці не мають ніякого відношення до появи сонця. З цією метою вони запропонують племені в якості експерименту не виконувати танців під час чергового сонячного затемнення і подивитися, що з цього -вийдет. Члени племені обуряться цим. Для них це буде означати піддати себе ризику залишитися назавжди в темряві. Вони так сильно вірять в свою версію, що не захочуть піддаватися випробуванню. Таким чином, ви бачите, що існують перешкоди для експериментів в суспільних науках навіть тоді, коли вчені переконані, що ніякої соціальної тривоги ці експерименти не викличуть, якщо будуть здійснені. У суспільних науках вчені обмежуються в загальному тим, що вони можуть дізнатися з історії та з експериментів c індивідами і малими групами.

Експериментальний метод особливо плідний в тих областях, де існують кількісні поняття, які можуть бути точно виміряні. Як вчений планує експеримент? Важко описати загальну природу експерименту, оскільки існує так багато його різновидів, що можна вказати тільки деякі їх загальні риси.

Перш за все ми намагаємося визначити істотні фактори, що відносяться до явища, яке хочемо досліджувати. Деякі фактори - але не надто багато - повинні бути залишені в стороні як несуттєві. Наприклад, в експериментах в області механіки, де зустрічаються колеса, важелі і тому подібні, ми можемо не розглядати тертя. Ми знаємо, що тертя існує, але вважаємо, що його вплив занадто мало, щоб виправдати ускладнений експеримент, який би враховував його. Подібним же чином в експериментах c повільно рухомими тілами ми можемо ігнорувати опір повітря. Якщо ми маємо справу c дуже високими швидкостями, такими, як надзвукова швидкість снаряда, то ми не можемо більше ігнорувати опір повітря. Коротше, вчений не бере до уваги тільки ті фактори, вплив яких на його експеримент, як він вважає, буде незначним. Іноді, щоб уникнути занадто складного експерименту, він навіть може ігнорувати фактори, які, як він вважає, можуть мати важливий ефект ...

Як простий приклад розглянемо наступний експеримент c газом. Ми робимо грубе спостереження, що температура, об'єм і тиск газу часто змінюються одночасно. Ми хочемо знати точно, як ці три величини співвідносяться один c іншому. Четвертим істотним фактором буде склад газу, який ми використовуємо. Ми можемо зробити експеримент c іншим газом пізніше і спочатку вирішуємо тримати цей фактор постійним, використовуючи тільки чистий водень ...

Перш ніж приступити до експерименту, який має на меті визначити, як пов'язані три фактори - температура, об'єм і тиск, - нам необхідно здійснити деякі попередні експерименти, щоб бути впевненими, що не існує ніяких інших істотних чинників. Ми можемо підозрювати, що деякі фактори будуть суттєвими, а деякі - ні. Наприклад, чи є суттєвою форма посудини, що містить газ? Ми знаємо, що в деяких експериментах (наприклад, при розподілі електричного заряду і його поверхневого потенціалу) форма предмета має важливе значення. Тут же неважко визначити, що форма посудини несуттєва, важливий тільки його обсяг.

Ми можемо використовувати наше знання природи, щоб виключити багато інших чинників. Астролог може увійти в лабораторію і запитати: «Ви перевірили, як сьогодні розташовані планети? Їхнє становище може мати деякий вплив на ваш експеримент ». Ми розглядаємо це як несуттєвий фактор, бо вважаємо, що планети знаходяться занадто далеко, щоб надати такий вплив.

Наше припущення про неістотності впливу планет є вірним, але було б помилкою думати, що ми можемо автоматично виключити різні чинники просто тому, що, як ми вважаємо, вони не мають жодного впливу на процес. Не існує ніякого способу переконатися в цьому, поки не будуть проведені експериментальні випробування. Уявіть, що ви живете до винаходу радіо. Хтось ставить на ваш стіл ящик і каже вам про те, що якщо хто-небудь співає в деякому місці на відстані тисячі миль звідси, то ви почуєте, як прилад в цьому ящику виконує точно ту ж саму пісню, в тому ж самому тоні і ритмі. Чи повірите ви цього? Ймовірно, ви відповісте: «Неможливо. Не існує ніяких електричних проводів, пов'язаних c цим ящиком. З мого досвіду я знаю, що ніщо, що відбувається за тисячу миль звідси не може мати будь-якого впливу на те, що відбувається в цій кімнаті ».

Це точно те ж саме міркування, за допомогою якого ми прийшли до висновку, що положення планет не може впливати на наш експеримент c воднем! Очевидно, ми повинні бути дуже обережними. Іноді існують впливу, про які ми не можемо знати, поки вони не виявлені. З цієї причини найперший крок у нашому експерименті, який визначає істотні моменти, коли є важким. Крім того, цей крок часто явно не вказується в звітах про дослідження. Вчений описує тільки прилади, які він використовує, експеримент, який здійснює, і те, що він відкриває в стосунках між деякими величинами. Він не додає до цього: «І крім того, я виявив, що такі-то чинники не впливають на результат». У більшості випадків, коли область, в якій відбуваються дослідження, досить відома, вчений буде вважати само собою зрозумілим, що інші фактори є несуттєвими. Він може бути абсолютно прав, але в нових областях слід бути вкрай обережним. Звичайно, ніхто не буде вважати, що на лабораторний експеримент може вплинути та обставина, дивимося ми на прилади c відстані в десять дюймів або десять футів, або ж знаходимося ми в доброму або поганому настрої. Ці фактори, ймовірно, несуттєві, але абсолютно бути впевненими в цьому ми не можемо. Якщо хтось підозрює, що ці фактори істотні, то повинен бути проведений експеримент, що виключає їх.

Практичні міркування будуть утримувати нас, звичайно, від випробування кожного фактора, який може бути суттєвим. Можуть бути випробувані тисячі малоймовірних можливостей, але просто не буде часу, щоб дослідити їх все. Ми повинні керуватися здоровим глуздом і уточнювати свої припущення, тільки якщо трапиться щось несподіване, що змушує нас розглядати в якості істотного фактор, який ми перш ігнорували. Чи буде колір листя на деревах поза лабораторією впливати на довжину хвилі світла, який ми використовуємо в експерименті? Чи будуть частини приладу функціонувати інакше в залежності від того, чи знаходиться їх законний власник у Нью-Йорку або Чикаго, або ж в залежності від його відношення до експерименту? Очевидно, що ми не маємо часу, щоб випробувати такі фактори. Ми припускаємо, що духовний стан власника обладнання не має ніякого фізичного впливу на експеримент, але члени деяких племен можуть думати інакше. Вони можуть вірити в те, що боги будуть допомагати експерименту, якщо власник приладу хоче, щоб експеримент був здійснений, і не будуть, якщо власник цього не хоче. Існуючі вірування можуть, таким чином, впливати на те, що вважати суттєвим. У більшості випадків вчений, розмірковуючи про проблему, робить звичайні здогадки про те, які фактори заслуговують розгляду, і, можливо, навіть здійснить кілька попередніх експериментів, щоб виключити фактори, в яких він сумнівається.

Припустимо, що ми вирішили, що істотними факторами в нашому експерименті c воднем є температура, тиск і обсяг. У нашому посудині склад і загальна кількість газу залишаються тими ж самими, тому що ми тримаємо посудину закритим. Ми вільні, таким чином, в перевірці відносини між трьома факторами. Якщо ми підтримуємо постійну температуру, але збільшуємо тиск, тоді ми виявляємо, що обсяг змінюється обернено пропорційно тиску, тобто якщо ми подвоїмо тиск, то обсяг зменшиться на половину колишньої величини. Якщо ми потроїмо тиск, то обсяг зменшиться на одну третину. Цей відомий експеримент був здійснений в сімнадцятому столітній ірландським фізиком Робертом Бойл. Закон, який він відкрив, відомий як закон Бойля, стверджуємо що якщо температура газу в замкнутому посудині залишається постійною, то твір обсягу на тиск є константа.

Потім ми зберігаємо постійним тиск (поміщаючи той же самий вантаж на поршень), але змінюємо температуру. Тоді ми виявляємо, що обсяг збільшується, коли газ нагрівається, і зменшується, коли газ охолоджується. Шляхом вимірювання об'єму та температури ми знайдемо, що обсяг пропорційний температурі. (Цю залежність іноді називають законом Шарля в честь французького вченого Жака Шарля.) Ми повинні подбати про те, щоб не використовувати при вимірюванні ні шкалу Фаренгейта, ні Цельсія, а взяти шкалу, в якій нуль є «абсолютним нулем» або дорівнює - 273 ° шкали Цельсія. Це - «абсолютна шкала», або «шкала Кельвіна», введена лордом Кельвіном, англійським фізиком дев'ятнадцятого століття. Тепер легко приступити до експериментальної верифікації загального закону, який охоплює всі три фактори. Такий закон фактично передбачається двома законами, які ми вже отримали, але загальний закон має більше емпіричний зміст, ніж два закони, взяті разом. Цей загальний закон стверджує, що якщо кількість газу в замкнутому посудині залишається постійним, то твір тиску на об'єм дорівнює добутку температури на R (PxV = TxR). У цьому рівнянні R являє константу, яка змінюється в залежності від кількості взятого газу. Таким чином, цей загальний закон виражає відношення між усіма трьома величинами і є більш ефективним для передбачень, ніж два інших об'єднаних закону. Якщо ми знаємо значення будь-яких двох з трьох змінних величин, тоді ми можемо легко передбачити третю.

Цей приклад простого експерименту показує, як можна зберегти деякі фактори постійними, щоб дослідити залежності, що існують між іншими факторами. Він також показує - і це дуже важливо - плідність кількісних понять. Закони, які визначаються c допомогою цього експерименту, припускають вміння вимірювати різні величини. Якби це було не так, тоді довелося б сформулювати закони якісним чином. Такі закони будуть значно слабше і менш корисні для пророкувань. Без чисельних значень для тиску, обсягу і температури найбільше, що можна сказати про одну з величин, - це те, що вона залишається тією ж самою, або збільшується, або зменшується. Так, ми могли б сформулювати закон Бойля наступним чином: якщо температура газу в замкнутому посудині залишається тією ж самою, а тиск збільшується, тоді обсяг буде зменшуватися. Коли тиск зменшується, обсяг збільшується. Це, звичайно, закон. Деяким чином він навіть схожий на закон Бойля, але він, однак, значно слабкіший за нього, тому що не дає нам можливості передбачити значення величини. Ми можемо передбачити тільки те, що величина буде зростати, зменшуватись або залишиться постійною ...

Ми бачимо, отже, як мало можна було б зробити передбачень і якими грубими були б пояснення, якби наука обмежувалася якісними законами. Кількісні закони у величезній мірі перевершують їх. Для таких законів ми повинні, зрозуміло, мати кількісні поняття ...

ТЕОРІЇ І неспостережуваних (ВЕЛИЧИНИ)

Одним з найбільш важливих відмінностей між двома типами законів в науці є відмінність між тим, що може бути названо (не існує ніякої загальноприйнятої термінології для них) емпіричними законами і теоретичними законами. Емпіричні закони являють собою закони, які можуть бути підтверджені безпосередньо емпіричними спостереженнями. Термін «спостережуване» часто вживається для будь-яких явищ, які можуть сприйматися безпосередньо, тому ми можемо сказати, що емпіричні закони є законами про спостережуваних.

Тут слід зробити застереження. Філософи і натуралісти зовсім по-різному використовують терміни «спостережуване» і «ненаблюдаемое». Для філософа «спостережуване» має дуже вузьке значення. Воно застосовується до таких властивостей, як «синій», «твердий», «гарячий». Такі властивості безпосередньо сприймаються почуттями. Для фізика «спостережуване» має ширше значення. Воно стосується всіх кількісним величинам, які можуть бути виміряні порівняно простим, безпосереднім шляхом. Філософ не буде, ймовірно, розглядати температуру в 80 ° або вага в 93 1/2 фунта як спостережувані величини, оскільки неможливо безпосереднє сприйняття таких величин c допомогою органів почуттів. Для фізика обидві величини - спостерігаються, тому що вони можуть бути виміряні вкрай простим шляхом. Тіло може бути зважене на вагах. Температура вимірюється термометром. Однак фізик не скаже, що маса молекули, не кажучи вже про масу електрона, є щось спостерігається, тому що тут процедура вимірювання є набагато складнішою і непрямої. Але величини, які можуть бути знайдені c допомогою відносно простих процедур - довжина c допомогою лінійки, час - годин, частота світлових хвиль - спектроскопа, - називаються спостерігаються.

Філософ може заперечити, що сила електричного струму практично не спостерігається: спостерігається тільки положення стрілки приладу. Амперметр включають в ланцюг і помічають, що його стрілка показує позначку 5, 3. Зрозуміло, сама сила струму при цьому не спостерігається. Вона виводиться на основі того, що спостерігалося.

Фізик відповість, що все це досить справедливо, але висновок тут був не дуже складним. Сама процедура вимірювання настільки проста, так добре встановлена, що не може бути сумніву в тому, що амперметр забезпечить точне вимірювання сили струму. Отже, ця величина увійде в число тих, які називаються спостерігаються.

Тут не може бути питання про те, яке вживання терміна «спостережуване» є правильним або законним. Існує континуум, який починається c безпосередніх чуттєвих спостережень і потім переходить до значно більш складним, непрямими методами спостережень. Очевидно, що в цьому континуумі не можна провести жодної різкої розмежувальної лінії; вся справа тільки в ступені. Філософ упевнений в тому, що він безпосередньо сприймає голос своєї дружини, яка перебуває в сусідній кімнаті. Але припустимо, що він слухає її по телефону. Чи сприймає він її голос безпосередньо? Фізик, звичайно, буде говорити, що, коли він розглядає щось через звичайний мікроскоп, він сприймає це безпосередньо. Чи стосується це також до того випадку, коли він розглядає предмет через електронний мікроскоп? Спостерігає він шлях частинки, коли розглядає треки її в бульбашкової камері? Загалом, фізик говорить про спостережуваних в дуже широкому сенсі в порівнянні c вузьким змістом, який має на увазі філософ, але в обох випадках лінія, яка відокремлює спостережуване від неспостережуваного, в значній мірі довільна. Це слід мати на увазі всякий раз, коли ці терміни зустрічаються в книгах, написаних філософом або натуралістом. Окремі автори будуть проводити цю межу там, де це найбільш зручно в залежності від своєї точки зору, і не існує жодних підстав, чому вони не повинні мати такого привілею.

Емпіричні закони, в моїй термінології, є закони, які містять або безпосередньо спостережувані терміни, або вимірювані порівняно простою технікою. Іноді такі закони називають емпіричними узагальненнями, коли згадують, що вони виходять шляхом узагальнення результатів, які виявляються за допомогою спостережень і вимірювань. Сюди відносяться не тільки прості якісні закони (такі, як «все ворони - чорні»), але також кількісні закони, що виникають з простих вимірювань. Закони, що зв'язують тиск, обсяг і температуру газів, належать до цього типу. Закон Ома, що зв'язує різниця електричних потенціалів, опір і силу струму, є іншим знайомим прикладом. Вчений робить повторні вимірювання, знаходить деякі регулярності і висловлює їх в законі. Всі ці закони є емпіричними законами. Як вказувалося в ранніх главах, вони використовуються для пояснення спостережуваних фактів і передбачення майбутніх подій, що спостерігаються.

Немає ніякого загальноприйнятого терміна для другого виду законів, які я називаю теоретичними законами. Іноді їх називають абстрактними або гіпотетичними законами. Термін «гіпотетичний», ймовірно, не підходить сюди, оскільки він передбачає, що різниця між двома типами законів ґрунтується на ступені, c якої ці закони можуть бути підтверджені. Але емпіричні закони, коли вони є робочими гіпотезами, що підтверджують тільки в незначній мірі, все ж залишатимуться емпіричними законами, хоча і можна буде сказати, що вони мають скоріше гіпотетичний характер. Теоретичні закони відрізняються від емпіричних не тим, що недостатньо добре встановлені, а тим, що містять терміни іншого роду. Терміни теоретичних законів не відносяться до спостережуваних величин навіть тоді, коли приймається запропоноване фізиком широке значення для того, що може бути наблюдаемо. Вони є законами про такі об'єкти, як молекули, атоми, електрони, протони, електромагнітні поля та інші, які не можуть бути виміряні простим, безпосереднім способом.

Якщо існує статичне поле великих розмірів, яке не змінюється від точки до точки, фізик назве його спостережуваним, тому що воно може бути виміряна простим приладом. Але якщо поле змінюється від точки до точки на дуже малих відстанях або ж дуже швидко в часі, може бути більйони разів в секунду, тоді воно не може бути безпосередньо виміряно c допомогою простої техніки. Фізик не назве таке поле спостережуваним. Іноді фізик буде відрізняти спостережуване від неспостережуваного саме таким чином. Якщо величина залишається тією ж самою в межах досить великої відстані або досить великого інтервалу часу, так що для безпосереднього вимірювання величини може бути застосований прилад, тоді вона називається макроподії. Якщо величина змінюється в межах таких вкрай малих інтервалів простору і часу, що вона не може бути безпосередньо виміряна приладом, тоді вона буде називатися мікрособитіем. (Колишні автори вживали терміни «мікроскопічний» і «макроскопічний», але зараз багато авторів скорочують ці терміни до «мікро» і «макро».)

Микропроцессами є просто процес, який охоплює вкрай малі інтервали простору і часу. Наприклад, таким процесом є коливання електромагнітних хвиль видимого світла. Ніяким інструментом не можна безпосередньо виміряти, як змінюється його інтечсівность. Іноді проводиться паралель між макро- і мікропонятіямі і спостерігаються і неспостережуваними величинами. Хоча в точності це не те ж саме, але приблизно вони збігаються. Теоретичні закони відносяться до неспостережуваних величинам, які дуже часто характеризують мікропроцеси. Якщо це має місце, то закони іноді називають мікрозаконамі. Я вживаю термін «теоретичний закон» в ширшому сенсі, ніж згаданий, щоб охопити всі ті закони, які містять неспостережувані величини незалежно від того, чи є вони мікро- або макропонятіямі.

Вірно, що поняття «спостережуване» і «ненаблюдаемое», як зазначалося раніше, не можна точно обмежити, оскільки вони розташовані на континуумі. Однак на практиці ця різниця звичайно досить чітко виражено, тому, ймовірно, не викличе суперечки. Все фізики погодяться, що закони, що зв'язують тиск, обсяг і температуру газу, є емпіричними законами. Тут кількість газу буде досить велике, щоб величини, які повинні бути виміряні, залишалися незмінними в межах досить великого обсягу простору і часу. Це дозволяє зробити прості вимірювання, які згодом можна узагальнити в закони. Все фізики будуть згодні в тому, що закони про поведінку окремих молекул є теоретичними. Такі закони відносяться до микропроцессами, узагальнення про які не можуть грунтуватися на простих, безпосередніх вимірах.

Теоретичні закони є, звичайно, більш загальними, ніж емпіричні. Важливо зрозуміти, однак, що до теоретичних законам не можна прийти, якщо просто взяти емпіричні закони, а потім узагальнити їх на кілька ступенів далі. Як фізик приходить до емпіричного закону? Він спостерігає деякі події в природі, помічає певну регулярність в їх протіканні, описує цю регулярність c допомогою індуктивного узагальнення. Можна припустити, що він зможе тепер зібрати емпіричні закони в одну групу, помітити деякого роду схему, зробити більш широке індуктивне узагальнення і прийти до теоретичного закону. Але це відбувається не так.

Щоб роз'яснити це, припустимо, спостерігають, що залізний брусок розширюється, коли він нагрівається. Після того як експеримент повторюється багато разів і завжди c тим же самим результатом, ця регулярність узагальнюється c допомогою твердження, що цей брусок розширюється, коли він нагрівається. На основі цього встановлюється емпіричний закон, хоча він має вузьку сферу застосування і відноситься тільки до одного певного бруска заліза. Потім проводяться випробування c іншими залізними предметами, і згодом виявляється, що кожен раз, коли залізний предмет нагрівається, він розширюється. Це дозволяє сформулювати більш загальний закон, а саме: всі залізні тіла розширюються, коли вони нагріваються. Подібним же чином встановлюються ще більш загальні закони:

«Всі метали ...», потім: «Все тверді тіла ...». Всі вони є простими узагальненнями, кожний наступний має кілька більш загальний характер, ніж попередній, але всі уявляють емпіричні закони. Чому? Тому що в кожному випадку об'єкти, c якими мають справу, є спостережуваними (залізо, мідь, метал, тверді тіла). У кожному разі збільшення температури і довжини вимірюється безпосередньо, простою процедурою.

На противагу цьому теоретичний закон, що відноситься до такого процесу, буде стосуватися поведінки молекул в залізному бруску. Яким чином рух молекул зв'язується c розширенням бруска, коли він нагрівається? Ви бачите відразу ж, що ми говоримо тепер про не спостерігаються. Ми повинні ввести теорію - атомну теорію матерії - і негайно ж перейти до атомних законам, що містить поняття, радикально відрізняються від тих, c якими ми мали справу раніше. Вірно, що ці теоретичні поняття відрізняються від понять довжини і температури тільки за ступенем, c якої вони прямо або побічно спостерігаються, але ця відмінність настільки значно, що у нас не виникає сумніву в докорінну відмінність характеру теоретичних законів, які повинні бути сформульовані.

Теоретичні закони відносяться до емпіричним законам в якійсь мірі аналогічно тому, як емпіричні закони відносяться до окремих фактів. Емпіричний закон допомагає пояснити факт, який вже спостерігався, і передбачити факт, який ще не спостерігалося. Подібним же чином теоретичний закон допомагає пояснити вже сформульовані емпіричні закони і дозволяє вивести нові емпіричні закони. Так само як окремі, одиничні факти повинні зайняти своє місце в впорядкованої схемою, коли вони узагальнюються в емпіричний закон, так і поодинокі і відокремлені емпіричні закони пристосовуються до впорядкованої схемою теоретичного закону. Це висуває одну з основних проблем методології науки. Як може бути отримано то знання, яке служить для обґрунтування теоретичного закону? Емпіричний закон може бути обгрунтований за допомогою спостереження окремих фактів. Але для обґрунтування теоретичного закону відповідні спостереження не можуть бути зроблені, тому що об'єкти, які стосуються таких законів, є неспостережуваними ...

Як можуть бути відкриті теоретичні закони? Ми можемо сказати: «Будемо збирати все більше і більше даних, потім узагальнимо їх за межі емпіричних законів, поки не прийдемо до теоретичних законам». Однак ніякої теоретичний закон не був коли-небудь заснований таким чином. Ми спостерігаємо камені, і дерева, і квіти, помічаємо різні регулярності і описуємо їх c допомогою емпіричних законів. Але незалежно від того, як довго і ретельно ми спостерігаємо такі речі, ми ніколи не досягнемо пункту, коли ми зможемо спостерігати молекулу. Термін «молекула» ніколи не виникне як результат спостережень. З цієї причини ніяка кількість узагальнень з спостережень не може дати теорії молекулярних процесів. Така теорія повинна виникнути іншим шляхом. Вона висувається не як узагальнення фактів, а як гіпотеза. Потім ця гіпотеза перевіряється методами, в певній мірі аналогічними методам перевірки емпіричних законів. З гіпотези виводяться деякі емпіричні закони, і ці закони, в свою чергу, перевіряються шляхом спостереження фактів. Можливо, що емпіричні закони виводяться з теорії, вже відомої і добре підтвердженою (такі закони можуть навіть спонукати сформулювати теоретичні закони). Незалежно від того, чи є вивідні емпіричні закони відомими і підтвердженими або ж новими законами, підтвердженими новими спостереженнями, підтвердження таких вивідних законів забезпечує непряме підтвердження теоретичного закону.

Тут має бути роз'яснено наступне. Учений не починає c одного емпіричного закону, скажімо c закону Бойля для газів, і потім шукає теорію про молекулах, з якої цей закон може бути виведений. Він намагається сформулювати значно більш загальну теорію, з якої можна буде вивести безліч різноманітних емпіричних законів. Чим більше буде таких законів, чим більш різноманітними і неочевидно пов'язаними один c іншому вони будуть, тим ефективніше теорія, яка буде пояснювати їх. Деякі з цих вивідних законів могли бути відомими раніше, але теорія може також зробити можливим виведення нових емпіричних законів, які можуть бути підтверджені c допомогою нових перевірок. Якщо це має місце, тоді можна буде сказати, що теорія забезпечує можливість передбачення нових емпіричних законів. Передбачення розуміється в гіпотетичному сенсі. Якщо теорія дійсна, тоді будуть дійсними також певні емпіричні закони. Передбачений емпіричний закон говорить про відносини між що спостерігаються величинами, так що виникає нова можливість робити експерименти і переконатися, що емпіричний закон дотримується. Якщо емпіричний закон підтверджується, то він забезпечує непряме підтвердження закону, емпіричного чи теоретичного, є, звичайно, тільки приватним, але ніколи не повним і абсолютним. Але в разі емпіричних законів таке підтвердження є більш безпосереднім. Підтвердження теоретичного закону відбувається непрямим чином, тому що воно має місце тільки через підтвердження емпіричних законів, виведених з теорії.

Найважливіше значення нової теорії полягає в її можливості передбачати нові емпіричні закони. Вірно також, що теорія має значення і для пояснення відомих емпіричних законів, але це являє меншу цінність. Якщо вчений висуває нову теоретичну систему, з якої не можуть бути виведені нові закони, тоді вона логічно еквівалентна сукупності всіх відомих емпіричних законів. Теорія може мати відому елегантність і до певної міри спростити сукупність всіх відомих законів, хоча, ймовірно, це не буде істотним спрощенням. c іншого боку, кожна нова теорія у фізиці, яка веде до значного стрибка вперед, буде теорією, з якої можуть бути виведені нові емпіричні закони. Якби Ейнштейн зробив не більше, ніж висунув свою теорію відносності як витончену нову теорію у фізиці, яка охопила б деякі відомі закони (можливо, також і спростила б їх до деякої міри), тоді його теорія не мала б такого революційного впливу.

 Августин 55 сторінка |  Августин 57 сторінка


 Августин 45 сторінка |  Августин 46 сторінка |  Августин 47 сторінка |  Августин 48 сторінка |  Августин 49 сторінка |  Августин 50 сторінка |  Августин 51 сторінка |  Августин 52 сторінка |  Августин 53 сторінка |  Августин 54 сторінка |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати