Структура научных революций

m^1^d^2^s^1^/dt^2^ + k^1^s^1^ = k^1^ (s^2^? s^1^ + d).

A для более сложных  ситуаций, таких, как гироскоп, оно  принимает и другие формы, производный  характер которых по отношению  к равенству f = ma раскрыть бывает ещё труднее. Однако, научившись идентифицировать силы, массы и ускорения в разнообразных физических ситуациях, не встречавшихся прежде, студент учится также строить определённый вариант формулы f = ma, посредством которой различные ситуации соотносятся между собой; часто вариант, с которым он сталкивается, не имел ранее никакого точного эквивалента. Каким же образом в таком случае студент учится такому применению?

Ключ для решения этого  вопроса даёт явление, хорошо известное  как студентам, так и историкам  науки. От первых регулярно можно  услышать, что они прочитали насквозь главу учебника, поняли досконально  всё, что в ней содержится, но тем  не менее затрудняются в решении  ряда задач, предлагаемых в конце  главы. Обычно эти трудности разрешаются  одним и тем же способом, как  это происходило в истории  науки. Студент находит с помощью  или без помощи своего инструктора  способ уподоблять задачу тем, с которыми он уже встречался. Усмотрев такое  сходство, уловив аналогию между двумя  и более различающимися задачами, студент начинает интерпретировать символы и сам приводить их в соответствие с природой теми способами, которые ещё раньше доказали свою эффективность. Скажем, формула закона f = ma функционировала как своего рода инструмент, информируя студента о том, какие существуют аналогии для неё, обозначая своего рода гештальт, через призму которого следует рассматривать данную ситуацию. Формирующаяся таким образом способность видеть во всём многообразии ситуаций нечто сходное между ними (как отправные точки для f = ma или какого-либо другого символического обобщения) представляет собой, я думаю, главное, что приобретает студент, решая задачи-образцы с карандашом и бумагой или в хорошо оборудованной лаборатории. После того как он выполнил определённое число таких задач или упражнений (это число может сильно меняться в зависимости от его индивидуальных особенностей), он смотрит на ситуации уже как учёный, теми же самими глазами, что и другие члены группы по данной специальности. Для него эти ситуации не будут уже больше такими же, как те, с которыми он имел дело, приступая к выполнению учебных заданий. Теперь он владеет способом в?дения, проверенным временем и разрешённым научной группой.

Роль приобретённых отношений  подобия ясно видна также из истории  науки. Учёные решают головоломки, моделируя  их на прежних решениях головоломок, причём часто с самым минимальным  запасом символических обобщений. Галилей обнаружил, что шар, скатывающийся  вниз по наклонной плоскости, приобретает  ровно такую скорость, которая  даёт возможность ему подняться  на ту же высоту по другой наклонной  плоскости с произвольным углом наклона. После этого он научился находить в этой экспериментальной ситуации сходство с колебаниями маятника как груза, имеющего точечную массу. Впоследствии Гюйгенс решил задачу нахождения центра колебания физического маятника, представляя, что протяжённое тело последнего составлено из точечных маятников Галилея, связи между которыми могут мгновенно освобождаться в любой точке колебания. После того как связи разорваны, каждый точечный маятник в отдельности совершает свободные колебания, но их общий центр тяжести, когда каждый из них достигал своей наивысшей точки, поднимался, подобно центру тяжести маятника Галилея, только на такую высоту, с которой центр тяжести протяжённого маятника начал падать. Наконец, Даниэль Бернулли обнаружил, каким образом уподобить струю воды из отверстия маятнику Гюйгенса. Для этого нужно определить понижение центра тяжести воды в сосуде и траекторию струи в течение бесконечно малого промежутка времени. Представьте далее, что каждая частица воды, одна вслед за другой, движется отдельно вверх до максимальной высоты, которой она достигает со скоростью, приобретаемой ею в течение данного промежутка времени. Повышение центра тяжести индивидуальных частиц должно быть в таком случае равно понижению центра тяжести воды в сосуде и в струе. Представив проблему в подобном виде, Бернулли сразу получил искомую скорость истечения жидкости из отверстия [173 - Например, см.: R. Dugas. A History of Mechanics. Neuchatel, 1955, p. 135—136, 186—193; D. Bernoulli. Hydrodynamica, sive de viribus et motibus fluidorum, commentarii opus academicum, Strasbourg, 1738. Sec. III. О степени, которой достиг прогресс механики в течение первой половины XVIII века путём моделирования одного решения проблемы с помощью другого, см.: С. Truesdell. Reactions of Late Baroque Mechanics to Success, Conjecture, Error and Failure in Newton's «Principia». — «Техас Quarterly», X, 1967, p. 238—258.].

Этот пример поможет пояснить, чт? я подразумеваю, когда пишу о  способности использовать решение  задачи в качестве образца для  отыскания аналогичных задач  как объектов для применения одних  и тех же научных законов и  формул (law-sketch). В то же время из этого  же примера видно, почему я рассматриваю логическое знание о природе как  приобретённое в процессе установления сходства между различными ситуациями и в силу этого воплощённое  скорее в способе в?дения физических ситуаций, чем в правилах или законах. Три задачи, приведённые в качестве примера, причём каждая из них представляет собой классический образец механики XVIII века, раскрывают только один закон  природы. Этот закон, известный также  как принцип vis viva, обычно формулировался следующим образом: «Фактическое снижение равно потенциальному повышению». Применение Бернулли закона должно было показать, насколько логичным был этот принцип. Однако его словесное изложение  само по себе, в сущности, ничего не даёт. Представьте себе современного студента-физика, который знает необходимые  формулировки и может решить все  эти задачи, но использует для этого  иные средства. Затем представьте  себе, чт? все эти формулировки, хотя все они были бы ему хорошо известны, могут сказать человеку, который  даже не знаком с физическими задачами. Для него обобщения вступают в  силу только тогда, когда он научился узнавать «фактические падения» и «потенциальные подъёмы». Но когда он об этом узн?ет, он получит определённые сведения об ингредиентах природных процессов, о ситуациях, имеющих место или  отсутствующих в природе, раньше, чем о законе. Этот вид знания не достигается исключительно вербальными  средствами. Скорее, он облекается в  слова вместе с конкретными примерами  того, как они функционируют на деле; природа и слова постигаются вместе. Заимствуя ещё раз удачную фразу М. Поляни, я хочу подчеркнуть, что результатом этого процесса является «неявное знание», которое приобретается скорее практическим участием в научном исследовании, чем усвоением правил, регулирующих научную деятельность.

4. Неявное знание и интуиция

Это обращение к неявному знанию и к соответствующему отбрасыванию правил позволяет нам выделить ещё  одну проблему, которая беспокоила многих критиков и, по всей вероятности, послужила основой для обвинения  в субъективности и иррационализме. Некоторые читатели восприняли мою позицию так, будто я пытаюсь построить здание науки на неанализируемых, индивидуальных интуитивных опорах, а не на законах и логике. Но такая интерпретация неверна в двух существенных аспектах. Во-первых, если я и говорю об интуитивных основах, то не об индивидуальных. Скорее, это проверенные и находящиеся в общем владении научной группы принципы, которые она успешно использует, а новички приобщаются к ним благодаря тренировке, представляющей неотъемлемую часть их подготовки к участию в работе научной группы. Во-вторых, нельзя сказать, что эти принципы вообще не поддаются анализу. Наоборот, в настоящее время я работаю над программой для вычислительной машины, которая позволила бы исследовать их свойства на элементарном уровне.

Что касается этой программы, то ничего существенного я здесь  не могу сказать о ней [174 - Некоторую  информацию по этому поводу можно  найти в: «Second Thoughts».], но даже простое  её упоминание для меня очень важно. Когда я говорю о знании, воплощённом  в общепризнанных примерах, я не имею в виду ту форму знания, которая  менее систематизирована или  меньше поддаётся анализу, чем знание, закреплённое в правилах, законах  или критериях идентификации. Напротив, я имею в виду способ познания, который  истолковывается неверно, если его  пытаются реконструировать исходя из правил, которые первоначально абстрагированы из образцов и функционируют вместо них. Или — если выразиться иначе, — когда я говорю о приобретении благодаря образцам способности находить сходство данной ситуации с одними ситуациями и её отличие от других, встречавшихся ранее, то я не имею в виду процесс, который нельзя было бы полностью объяснить исходя из нейроцеребрального механизма. Я утверждаю лишь, что такое объяснение по самой его сущности не даст ответа на вопрос: «Похожи относительно чего?» Выяснение этого вопроса требует определённого правила, в данном случае — критериев, по которым те или иные ситуации группируются в системы на основании сходства. Я утверждаю также, что в этом случае не следует поддаваться искушению и заниматься поисками критериев (или по крайней мере полного набора критериев). Однако то, против чего я выступаю, это не система, а некоторый частный вид систем.

Чтобы придать этой позиции  б?льшую основательность, я должен немного отклониться в сторону  от основного изложения. То, что я  хочу сейчас сказать, кажется мне  теперь самоочевидным, но постоянное обращение  в моём основном тексте к фразам, подобным «Мир изменяется», показывает, что это не всегда было так. Если два человека находятся в одном  и том же месте и пристально смотрят в одном и том же направлении, то, чтобы избежать опасности  солипсизма, мы должны сказать, что  они подвергаются воздействию похожих  стимулов. (А если к тому же оба  смотрят абсолютно в одну и  ту же точку, то стимулы должны быть идентичными.) Но люди не видят стимулы; наше знание о них в высшей степени  теоретическое и абстрактное. Вместо этого они имеют ощущения, и  в данном случае мы совершенно не обязаны  считать, что ощущения обоих наблюдателей должны быть одними и теми же. (Скептики могут напомнить о том, что  невосприимчивость к некоторым  цветам никогда не отмечалась, пока Дж. Дальтон не описал её в 1794 году.) Напротив, между воздействием на нас  стимула и осознанием ощущения всегда имеет место множество процессов, протекающих в нервной системе. То немногое, что мы знаем об этом с уверенностью, состоит в следующем: даже весьма различные стимулы могут  вызывать одни и те же ощущения, и  один и тот же стимул может вызвать  очень разные ощущения; наконец, преобразование стимула в ощущение частично обусловлено  воспитанием. Люди, воспитанные в  различных обществах, ведут себя в некоторых случаях так, как  будто они видят различные  вещи. Если бы у нас не было искушения  идентифицировать каждый стимул с соответствующим  ощущением, то мы могли бы признать, что люди действительно воспринимают одни и те же вещи как различные.

Обратим внимание теперь на то, что две группы, члены которых  систематически получают различные  ощущения от одного и того же стимула, живут в некотором смысле в  различных мирах. Мы говорим о  существовании стимула, чтобы объяснить  наши ощущения мира, и мы говорим  о неизменности этих ощущений, чтобы  избежать как индивидуального, так  и социального солипсизма. Ни один из этих постулатов не требует с  моей стороны никаких оговорок. Однако наш мир образуют прежде всего  не стимулы, а объекты, являющиеся источниками  наших ощущений, и они вовсе  не обязаны быть одинаковыми, если мы будем переходить от индивидуума  к индивидууму или от группы к  группе. Конечно, в той степени, в  какой индивидуумы принадлежат  к одной и той же группе и  таким образом имеют одинаковое образование, язык, опыт и культуру, мы вполне можем считать, что их ощущения одинаковы. Как иначе мы должны понять ту полноту их коммуникации и общность поведения, которой они отвечают на воздействие их среды? Они должны видеть вещи и обрабатывать стимулы  во многом одинаково. Но там, где начинается дифференциация и специализация  группы, мы не находим столь же очевидного подтверждения неизменности ощущения. Как я подозреваю, просто ограниченность взгляда заставляет нас полагать, что переход от стимула к ощущению одинаков для членов всех групп.

Возвращаясь теперь вновь  к образцам и правилам, я хочу предложить, хотя и в предварительном  порядке, следующее. Одно из фундаментальных  вспомогательных средств, с помощью  которых члены группы, будь то целая  цивилизация или сообщество специалистов, включённое в неё, обучаются видеть одни и те же вещи, получая одни и  те же стимулы, заключается в показе примеров ситуаций, которые их предшественники  по группе уже научились видеть похожими одна на другую и непохожими на ситуации иного рода. Эти сходные ситуации представляют собой цепь следующих  одно за другим сенсорных представлений  об одном и том же индивидууме, скажем о матери, о которой мы, безусловно, знаем, как она выглядит и чем отличается от отца или сестры. Это могут быть представления  о членах естественных групп, скажем о лебедях, с одной стороны, и  гусях — с другой. Для членов более специализированных групп  это могут быть примеры ситуаций Ньютона, то есть ситуаций, которые  сходны благодаря подчинению того или  иного варианта символической формуле f = ma и которые отличаются от тех  ситуаций, в которых применяются, например, законы оптики.

Допустим, что положение  именно таково. Можем ли мы сказать, что то, что взято из образцов, представляет собой правила и  способность их применять? Такой  способ описания соблазнителен потому, что наше в?дение ситуации как  похожей на те, с которыми мы сталкивались прежде, должно быть результатом нервных  процессов, полностью управляемых  физическими и химическими законами. В этом смысле, как только мы научились  производить такое отождествление ситуаций, нахождение сходства должно стать таким же полностью автоматическим процессом, как и биение наших  сердец. Но сама эта аналогия наводит  на мысль, что такое узнавание  может быть также непроизвольным, то есть процессом, который нами не контролируется. Но если это так, то мы не можем с полной уверенностью считать, что управляем этим процессом  благодаря применению правил и критериев. Описание его в этих терминах означает, что мы имеем в своём распоряжении следующие альтернативы: например, мы можем не повиноваться правилу, или  неверно использовать критерий, или  экспериментировать, используя какой-то другой способ в?дения [175 - Практически  никогда не возникала бы необходимость  прибегать к подобным приёмам, если бы все законы были похожи на законы Ньютона и все правила похожи на 10 заповедей. В этом случае выражение  «нарушение закона» не имело бы смысла, а отрицание правил, по-видимому, не должно было бы подразумевать процесс, не управляемый законом. К сожалению, законы уличного движения и другие продукты законодательства могут нарушаться, и это легко приводит к беспорядку.]. Я считаю, что это как раз  то, чего мы не можем себе позволить.

Или, более точно, мы не можем  делать этого до того, как мы получили ощущение, восприняли что-то. А после  мы часто вынуждены искать критерии и использовать их. Кроме того, мы можем заняться интерпретацией, представляющей собой сознательный процесс, в котором мы выбираем ту или иную альтернативу, чего мы не делаем в самом процессе непосредственного восприятия. Возможно, например, что-то покажется странным в том, что мы видели (вспомните изменённые игральные карты). Например, огибая угол дома, мы видим мать, входящую в магазин в тот момент, когда мы думали, что она дома. Размышляя над тем, что мы видели, мы вдруг восклицаем: «Это была не мать, ведь у неё рыжие волосы!» Входя в магазин, мы видим женщину снова и не можем понять, как можно было обознаться, приняв её за свою мать. Или, например, мы увидели хвостовое оперение водоплавающей птицы, ищущей корм в пруду. Что это — лебедь или гусь? Мы раздумываем над тем, что увидели, мысленно сравнивая хвостовое оперение птицы с оперением тех лебедей и гусей, которых мы видели раньше. Или мы можем оказаться такими архиучеными, что захотим узнать какие-либо общие характеристики (белизну лебедей, например) членов семейств животных, которых мы и без этого могли легко распознать по общему облику. В этом случае также мы размышляем над тем, что восприняли раньше, отыскивая то общее, что имеют между собой члены данной группы.

Все эти процессы являются мыслительными, и в них мы отыскиваем и развёртываем критерии и правила, то есть стараемся интерпретировать уже имеющиеся ощущения, анализировать  то, что является для нас данным. Как бы мы это ни делали, процессы, включённые в этот анализ, должны быть в конечном счёте процессами нервными и, следовательно, управляемыми теми же самыми физико-химическими законами, которые регулируют восприятие, с  одной стороны, и биение наших  сердец — с другой. Но тот факт, что система подчиняется тем  же самым законам во всех трёх случаях, не даёт основания полагать, что  наш нервный аппарат запрограммирован таким образом, что будет действовать  при интерпретации точно так  же, как в процессе восприятия или  как, скажем, при управлении работой  нашего сердца. То, против чего я выступал в этой книге, состоит, следовательно, в попытке, ставшей традиционной после Декарта (но не ранее), анализировать  восприятие как процесс интерпретации, как бессознательный вариант  того, что мы делаем после акта восприятия.

Целостность восприятия заслуживает  особого внимания, конечно, благодаря  тому, что столь существенная часть  прошлого опыта воплощена в нервной  системе, которая преобразует стимулы  в ощущения. Механизм восприятия, запрограммированный  подобающим образом, имеет существенное значение для выживания. Говорить, что  члены различных групп могут  иметь различные восприятия, встречая одни и те же стимулы, вовсе не означает, что у них вообще могут быть любые восприятия. Во многих вариантах  среды группа, которая не могла  бы отличить волков от собак, перестала  бы существовать. Не могла бы существовать в настоящее время группа физиков-ядерщиков  как самостоятельная научная  группа, если бы её члены не умели  распознать траекторию альфа-частиц и  траекторию электронов. Вот почему очень небольшое число способов в?дения выдерживает проверку в  процессе их использования группой  и заслуживает того, чтобы их передавали из поколения в поколение. Точно  так же мы должны говорить об опыте  и знании природы, воплощённом в  процессе преобразования стимула в  ощущение, именно потому, что они были отобраны как принёсшие успех на протяжении некоторого исторического периода.