Наука в свободном обществе

Фундаментальным допущением космологии (1) была идея центрально-симметричного универсума — в центре находится Земля, окруженная множеством сфер, включая сферу неподвижных звезд. Земля неподвижна, она не вращается вокруг оси и не совершает никаких иных движений. В этом универсуме существует два вида основных движений: подлунные движения, т.е. движения вещей под Луной, и надлунные движения, т.е. движения вещей над Луной. Ненасильственные (undisturbed) подлунные движения зависят от движущихся элементов: огонь и воздух стремятся вверх, вода и земля — вниз, хотя и с разной интенсивностью. Движения «смешанных» тел определяются количественным соотношением содержащихся в них элементов [28]. Все надлунные движения являются круговыми. Аргументы для таких утверждений находили в работе Аристотеля «О небе» и повторяли их без особых изменений в учебниках [29].

Фундаментальные допущения физики (2) состояли в том, что каждый объект состоит из материи и формы, что изменение включает в себя изменение формы, что оно обусловлено внешним влиянием (в отсутствие внешних влияний каждая вещь остается неизменной) и изменение пропорционально интенсивности этого влияния (и обратно пропорционально силе сопротивления). Эти допущения были включены в «Физику» Аристотеля и без значительных изменений воспроизводились в последующих учебниках [30].

Теория движения аристотелевской физики охватывала не только перемещение, но также все виды изменений. Она использовалась и до сих пор используется в таких областях, как биология, медицина, физиология, бактериология, для обнаружения «разрушающихся сущностей» — птичьих яиц, бактерий, вирусов и т.п. Ньютоновский закон инерции не может нам помочь в этих областях.

Здесь фундаментальные допущения опять-таки подкрепляются аргументами, которые являются либо эмпирическими, либо логическими, либо соединяют в себе черты тех и других. Эти аргументы призваны показать, что точка зрения на мир, выражаемая в нашем восприятии и закрепленная в нашем языке, по сути своей верна, хотя существуют отклонения, которые нужно исследовать и устранять. Позиция здравого смысла не просто постулируется. Существуют аргументы, показывающие, почему она может быть истинной. Подробности будут разъяснены в следующем разделе.

Фундаментальные допущения астрономии (3) показаны на приведенной выше модели. Венера, Марс, Юпитер и Сатурн движутся по малому кругу, называемому эпициклом, центр которого движется по большому кругу, называемому дифферентом. Движение по дифференту происходит с постоянной угловой скоростью, но не вокруг его центра, а вокруг точки Е, называемой эквантом. Планета рассматривается с Земли Т, удаленной от центра на такое же расстояние, как Е, но только с другой стороны. Она движения по своему эпициклу с постоянной угловой скоростью так, что радиус-вектор, проведенный от центра эпицикла к планете, остается параллельным значению долготы Солнца. Существует одна такая схема с различными константами для каждой из четырех упомянутых планет. Движение Солнца, Луны и Меркурия рассматривается иным образом. Широты планет определяются независимо от этого в соответствии со схемой, которую я здесь опускаю.

Было показано [31], что при заданных собственных константах эта схема «способна описывать видимое движение планет с точностью, превосходящей 6’... за исключением Меркурия, для которого требовался особый расчет, а также планеты Марс, у которой обнаруживались отклонения от теории до 30'. Несомненно, это было лучше, чем точность 10’, к которой стремился Коперник в своей теории». Его теорию было трудно проверить в этом отношении, в частности, из-за того, что во времена Коперника не учитывали рефракцию (почти 1 градус невысоко над горизонтом) и эмпирические основания для предсказаний были совершенно неудовлетворительны.

Вычисления таблиц (4) требовало дополнительных констант, в частности широты, на которой находился пункт наблюдения. Таким образом, таблицы могли содержать ошибки, в которых нельзя было обвинить основную теорию. Птолемеевские предсказания часто оказывались неверными вследствие ошибочного выбора констант, поэтому было бы неразумно отбросить астрономию (3) из-за ее серьезных расхождений с наблюдениями.

Оптика (5) вошла в астрономию только вместе с телескопом. Об этом подробно было сказано в ПМ. Дополнительные подробности будут приведены в следующем разделе.

Теология (6) почти не упоминается современными философами, хотя в спорах того времени она играла решающую роль. Позиция Церкви вовсе не была столь догматичной, как часто утверждают. Интерпретации отрывков из Библии были изменены в свете полученных ранее научных результатов. Все считали Землю сферической и свободно парящей в пространстве, несмотря на то что Библия говорила совершенно иное. Аргументы коперниканцев, включая и аргументы Галилея, просто не считались решающими. Они и не были решающими, как показано в ПМ. Библия все еще имела большое значение даже для Ньютона, который использовал слово Божие для исследования Божественного плана [32]. Соответствие Божественному слову, выраженному в Священном Писании, в XVI столетии было важным и общепринятым граничным условием физического исследования.

Это был стандарт, сравнимый с «современным» стандартом экспериментальной точности.

Существовало три главных аргумента против движения Земли. Первый аргумент, так называемый «аргумент башни» (и аналогичные аргументы), исходил из физики. Он был рассмотрен в ПМ. Этот аргумент опирался на аристотелевскую теорию движения, имевшую экспериментальное подтверждение.

Второй аргумент, упомянутый уже Аристотелем, ссылался на параллакс: если Земля движется вокруг Солнца, то ее движение должно проявляться в изменениях местоположений звезд. Но такие изменения не наблюдались.

Третий аргумент заключался в том, что движение Земли противоречит Библии. В спорах, связанных с Коперником, использовались все эти три аргумента, но первый и третий считались более важным, чем второй.

Сегодня у нас имеются следующие теории перехода от Птолемея/Аристотеля к Копернику/Галилею.

1. Наивный эмпиризм: в Средние века все внимание было поглощено Библией, но когда люди подняли голову и стали всматриваться в небеса, они обнаружили, что мир не таков, как им представлялось. Теперь эта концепция почти исчезла. Лишь иногда можно обнаружить ее следы в книгах по истории литературы.

2. Утонченный эмпиризм: были осуществлены новые наблюдения, заставившие астрономов изменить прежнюю эмпирическую астрономию.

3. Конвенционализм: прежняя астрономия становилась все более сложной, поэтому в конце концов была заменена более простой концепцией.

4. Фальсификационизм: новые наблюдения опровергли некоторые фундаментальные допущения старой астрономии и послужили основанием новой астрономии.

5. Теория кризиса: астрономия находилась в кризисе, который ее уничтожил. Это точка зрения Куна.

6. Концепция исследовательских программ: исследовательская программа Птолемея деградировала, в то время как исследовательская программа Коперника прогрессировала.

Все перечисленные теории опираются на некоторые общие допущения. Их можно подвергнуть критике уже за одни эти допущения, поскольку они совершенно неприемлемы.

Предполагается, например, что сложный процесс, в котором участвовали эксперты из разных и отчасти независимых областей, обладающих разными и отчасти независимыми стандартами, можно объяснить с помощью некоего единого стандарта. Предполагается также, что этот стандарт принимался до преобразования, во время его и после его свершения, что он выражался в принципе, который побуждал участников процесса выступать против status quo и направлял их на поиск чего-то лучшего. Последнее предположение, безусловно, ошибочно. Сторонники Птолемея рассматривали регрессивность не как недостаток, а как признак превосходства: древний принцип, гласящий, что астрономия должна «спасать феномены», означал, что она должна была «регрессировать» в смысле Лакатоса. Следовательно, если коперниканство получило признание благодаря тому, что оно «прогрессировало», то такое признание было связано не только с изменением теорий, но также и самих стандартов, поэтому оно не было «рациональным» в смысле Лакатоса (и теории 6). В-третьих, в большинстве подходов рассматривается только астрономия и остаются в тени другие сферы, которые также принимали участие в изменении и сами были изменены. Теперь мы видим: не требуется тщательных исследований для того, чтобы заподозрить предложенные теории в ошибочности. Более внимательный взгляд подтверждает это подозрение.