Всего за 499 руб. Купить полную версию
Ученый постоянно вынужден пересматривать свою концептуальную схему в силу множества факторов. Если не брать во внимание общекультурные мотивы, которые отсылают нас к конкретным философским, теологическим или политическим идеям, существуют три наиболее важных методологических фактора, требующих пересмотра схем. Во-первых, это результаты новых экспериментов и наблюдений, из которых выводятся новые, ранее неизвестные следствия. Во-вторых, это возможные противоречия в логической сети выводимых понятий и их взаимосвязей. Третьим фактором является поиск наибольшей простоты и элегантности для выражения системы понятий. В большинстве случаев необходимо сочетание двух факторов (а иногда и учет всех трех), чтобы произошла перестройка или фундаментальная смена понятийной структуры. Хорошо известный пример эксперимент Майкельсона Морли, который доказал, что скорость света не зависит от движения Земли. Этот феномен был ранее неизвестен и, более того, несовместим с господствовавшей в конце XIX века теорией эфира. Его можно было встроить в эту концептуальную схему с помощью некоторых допущений («лоренцево сокращение длины»), но это серьезно усложнило бы схему и тем самым нарушило принцип простоты. Искусно переосмыслив понятия времени и пространства в рамках частной теории относительности, Эйнштейн, по существу, пересмотрел понятийный аппарат классической механики.
Конечно, не всегда этот аппарат приходится модифицировать столь радикальным способом, как это сделал Эйнштейн. Для историка научных понятий очень важным элементом системы является процесс «переопределения» понятия, который изменяет его статус и положение в логической структуре данной системы. Классический пример такого переопределения можно найти в истории понятия температура. Изначально она считалась качественным выражением ощущения теплоты, а затем стала количественным показателем состояния материи, которое измеряется ртутным термометром по определенной шкале. Когда в ходе дальнейшего развития этого понятия стало очевидно, что «температура» в таком понимании зависит от свойств термометрического вещества, понятие еще раз переосмыслили, введя так называемую «абсолютную» термодинамическую шкалу. Так температура оказалась частью более обширной и понятной сети отношений, став неотъемлемой частью кинетической теории материи. Очевидно, что в результате этого процесса исторически и психологически более позднее понятие (в случае «температуры» это кинетическая энергия молекулы газа) рассматривается в качестве логически более раннего, более систематичного и более фундаментального.
Понятия, которые ранее считались базовыми, могут в результате переопределения превратиться в производные. Хотя в истории научных понятий это случается не так часто, возможно и обратное: понятие, изначально возникшее как производное, на более позднем этапе, после переопределения другого понятия может быть выбрано в качестве базового. В классической механике скорость обычно считается производным понятием отношением расстояния s ко времени t или пределом отношения (как в формуле Δs/Δt). Здесь расстояние и время рассматриваются как базовые понятия. Тем не менее вполне возможно было бы создать непротиворечивую теорию движения, в основе которой лежали бы базовые понятия времени t и скорости v. Скорость бы при этом измеряли напрямую неким аналогом спидометра, а расстояние считали бы производным понятием и вычисляли как произведение скорости и времени s = t · v, или по более общей формуле s = v Δt. Современная астрономия, по крайней мере отчасти, последовательно поступает именно так. Связь этих понятий с измерениями материального мира, разумеется, не создает никакого препятствия: как ясно показала теория электромагнетизма, такая связь абсолютно произвольна и может полностью соответствовать понятиям, отобранным в качестве базовых.
Что касается понятия силы, оно возникло по аналогии с мускульным усилием человека, его духовным влиянием или силой воли. В дальнейшем его распространили на неодушевленные объекты как проявление силы, заключенной во всех материальных предметах. Пропуская несколько промежуточных стадий, можно сказать, что понятие силы стало ключевым для определения «массы», а оно, в свою очередь, определило понятие «импульс». В дальнейшем классическая механика переопределила силу как производную по времени от импульса, тем самым (по крайней мере, на первый взгляд) уничтожив все следы ее прежних анимистических определений. Наконец, «сила» стала полностью относительным понятием, почти готовым к тому, чтобы полностью исчезнуть из понятийной структуры.