Всего за 142 руб. Купить полную версию
Больцман постоянно подчеркивал необходимость плюрализма подходов, как математических, "феноменологических", так и физических, "картинных". С последовательно проводимой в данной работе точки зрения, гибкая "плюралистическая" методология Максвелла, выросшая из стремления найти разумный баланс, эпистемологический компромисс между крайностями кантианского априоризма и шотландского " реализма здравого смысла" (common sense realism), явилась не только вполне самостоятельной, но и необходимой компонентой его творчества. Без нее максвелловский синтез оптики и теории электромагнетизма никогда бы не состоялся.
С нашей точки зрения, эпистемологическая позиция Максвелла достаточно ясно обозначена не столько в его собственно физико-математических работах, сколько в двух основных работах общего характера – в упоминавшемся выше эссе "Существуют ли реальные аналогии в Природе?" и особенно в очерке "Гельмгольц", в котором он специально рассматривает методологические проблемы синтеза двух различных зрелых (mature) теорий Т1 и Т2. Этот очерк и коммуникации с Гельмгольцем занимали важное место в творчестве Максвелла. Неслучайно сам Гельмгольц сыграл весьма значимую роль в дальнейшей разработке и самой методологии исследования электромагнитных явлений, и в развитии теории Максвелла. Именно его ученик Герц внес решающий вклад и в развитие максвелловской теории, и в ее экспериментальное подтверждение.
Эпистемология Максвелла, контуры которой "просвечивают" через его философские работы, может быть вкратце охарактеризована следующим образом. Научное познание есть совокупность различных теоретических и экспериментальных традиций, разнообразных исследовательских "практик", каждая из которых эволюционирует относительно независимо от других. Несмотря на то, что подобный плюрализм является необходимой (и предварительной!) составляющей процесса познания, подлинный прогресс в его развитии может быть достигнут лишь тогда, когда различным традициям удается прийти во взаимодействие, состоящее прежде всего в том, что эти традиции не только вызывают значительные изменения друг в друге, но иногда даже способны объединиться, породив более общую традицию, содержащую взаимодействовавшие в качестве своих значительно преобразованных компонент.
Именно взаимодействие исследовательских традиций Аристотеля и Птолемея – "физики Земли" и "математики Неба" – привело к генезису классической механики, когда "прогресс науки состоял в освобождении от небесных механизмов, которыми поколения астрономов загромождали небеса, в смывании паутины (sweeping cobwebs off) с неба" (Maxwell, 1890, p. 315; см. также: Нугаев, 2012).
Аналогично, взаимодействие других исследовательских традиций – экспериментальной – Фарадея – и математических – Юнга-Френеля и Ампера-Вебера – привело к созданию максвелловской электродинамики за счет создания целого конгломерата гибридных объектов и прежде всего т.н. "тока смещения", сконструированного из базисных объектов всех трех встретившихся программ.
Далее, взаимодействие теоретической традиции – гибридной программы Гельмгольца – с экспериментальной привело к получению Герцем своих экспериментальных результатов, послуживших убедительным аргументом в пользу существования радиоволн. В процессе этого взаимодействия, продолжавшегося несколько лет, встретившиеся традиции постоянно корректировали друг друга. Влияние эмпирической традиции состояло в последовательном отборе наиболее простых по отношению к "фактам" теоретических объяснений, в то время как влияние теоретической состояло в отборе тех экспериментальных фактов, которые представлялись наиболее существенными, и в обозначении перспективных направлений эмпирических исследований.
Было бы странным, если бы Герц оказался первым, кто наблюдал радиоволны. И действительно, до него стоячие электромагнитные волны обнаружил Хьюз. Радиоволны в 1875-1882 гг. также наблюдались и самим Томасом Альвой Эдисоном. Но никто из них не был настолько осведомлен в теории Максвелла для того, чтобы cвязать наблюдаемые эффекты с электромагнитным излучением.
С другой стороны, роль (электромагнитной) теории в герцевском открытии не следует и преувеличивать. Согласно самому Герцу "Я также не верю в то, что можно было придти к познанию этих явлений только на основе одной только теории. Поскольку их появление на нашей экспериментальной сцене зависит не только от их теоретической возможности, но также и от особых и удивительных свойств электрической искры, которые не могут быть заранее предсказаны ни одной теорией" (Hertz, 1893, p. 17).
И, наконец, в 1905 г. в статье "К электродинамике движущихся тел" Эйнштейн показал, что электрические и магнитные силы составляют части одного и того же физического явления – электромагнитного взаимодействия. Разделение этого взаимодействия на электрическую и магнитную компоненты носит во многом условный характер и в большой степени зависит от системы отсчета, в которой мы описываем взаимодействие. Важно также, что в работах Эйнштейна проблема "дополнительности" электрического и магнитного полей оказалась на самом деле связанной с другой, более глубокой проблемой – "дополнительности" полевого и корпускулярного описания электромагнитных явлений.
В итоге история становления максвелловской электродинамики еще раз свидетельствует о том, что само содержание столь привычных для философа науки понятий как "верификация", "фальсификация", "предсказание" в значительной мере должно рассматриваться в контекстах взаимодействия различных традиций между собой.
Соответственно, первая часть данной работы (гл. I) посвящена наброску философско-методологической позиции Максвелла в ее сравнении с позициями его современников – от М. Фарадея до У. Томсона; вторая часть (гл. II -гл. IV) – рассмотрению того, как он эту позицию в своем творчестве отстаивал и реализовывал. Последняя, V глава, посвящена эмпирическому подтверждению теории Максвелла и той роли, которую сыграла в этом процессе кантианская эпистемология.
Несмотря на то, что переводы всех основных научных и научно-популярных статей Джеймса Максвелла, Уильяма Уэвелла, Германа Гельмгольца и Генриха Герца в отечественной литературе уже имеются, автор данной работы иногда вынужден был, по вполне понятным соображениям, прибегать к самостоятельным переводам, о чем имеются прямые указания в тексте.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
МАКСВЕЛЛОВСКАЯ МЕТОДОЛОГИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОЙ ГЛОБАЛЬНОЙ ТЕОРИИ
Непосредственными предшественниками Максвелла в деле создания теории электромагнетизма были Ганс Христиан Эрстед (1777-1851), Андре-Мари Ампер (1775-1836), Майкл Фарадей (1791-1867) и Уильям Томсон (1824-1907). Значительное влияние на разработку максвелловской методологии синтеза оказал также и кембриджский естествоиспытатель и философ науки, ректор Тринити Колледжа Уильям Уэвелл (1794-1866). Сравнение их взглядов с максвелловскими позволяет более детально выявить особенности максвелловской методологии создания развитой научной теории.
Как известно, зимой 1819-1820 гг., во время лекционной демонстрации в копенгагенском госуниверситете, Эрстед совершил выдающееся открытие, состоявшее в выявлении влияния электрического тока на направление находившейся рядом магнитной стрелки. Он показал, что повороты магнитной стрелки образуют круг вокруг "замыкающего провода". Из эксперимента следовало, что сила, действующая между магнитным полюсом и током, направлена не по соединяющей их прямой, а по нормали к ней, т.е. перпендикулярно. В конечном счете этот простой факт ставил под сомнение всю ньютонианскую систему мира.
Несмотря на уничижительные отзывы некоторых современников, открытие Эрстеда не было случайным; правда, именно это обстоятельство Эрстед и был вынужден доказывать всю жизнь. Так, в дальнейших своих комментариях он справедливо указывал на то, что еще в изданной им в Париже в 1813 г. книге "Recherches sur l’identite des forces chimique et electrique" утверждалось, что "еще необходимо проверить оказывает ли электричество в его наиболее латентном виде какое-либо действие на магнит как таковой". Даже в самых ранних своих трудах Эрстед предполагал, что магнетизм и электричество производятся одними и теми же силами. И эта точка зрения ни в коей мере не была новой. Она высказывалась и обсуждалась на протяжении более чем двух столетий, просто до Эрстеда никто не сумел ее наглядно продемонстрировать. При этом "всякий, ознакомившийся с работами этого физика как относительно его собственных, так и предшествующих открытий, сразу увидит, что опыты его скорее являлись следствиями его теорий, чем наоборот. В его открытии случай, по-видимому, играл весьма незначительную роль; он скорее затруднял его, ибо все было уже осмыслено и опыты продуманы задолго до их осуществления" (Фарадей, 1939, С. 41).
Поэтому неслучайно, что, несмотря на то, что с начала XVIII в. кафедра физики в копенгагенском университете была ликвидирована " с той целью, чтобы усилить курс богословия", золотую медаль студент этого университета Г.Х. Эрстед получил за эссе "Границы поэзии и прозы", а степени доктора философии будущий классик естествознания все-таки удостоился за опубликованный труд "Метафизические основы естествознания Канта". Судя по всему, отход от ньютонианского механистического мировоззрения начался именно с Канта (подробнее см. Pearce Williams, 1965, 1966).