Формирование опытной науки в новоевропейской культуре
Формирование опытной науки связано с изменяющимися представлениями человека о его взаимосвязи с природой. Человек должен представить себя активным началом в исследовании природы, и это связано с зарождением идеи экспериментального исследования в культуре Нового времени. В искусственных условиях эксперимента человек призван «испытать» природный объект с тем, чтобы выявить его скрытые сущностные определения, знание которых создаст ему условия более комфортного существования в мире.
Большинство исследователей средневековой науки отмечают, что в XIV—XV вв. естествознание близко подошло к созданию методов новой науки. Этому предшествовал прогресс ремесленного производства, рост городов, а успешные торговые контакты с арабским Востоком вернули Западу многие труды античных мыслителей и вместе с ними принесли и натурфилософские труды самих арабов.
Были возрождены основные натуралистические книги Аристотеля, а также труды, содержащие его методологию натуралистического опыта и наблюдения. В результате — усиление интереса к естественнонаучным идеям и исследованиям. Познание природы в этот период концентрируется вокруг двух университетских центров: Оксфордского и Парижского университетов.
Работа по переводу античных и арабоязычных философов, интенсивно проводившаяся в Толедо и в Палермо, в это время распространилась и на Оксфордский университет. Одним из первых переводчиков стал Альфред Английский (ум. ок. 1220), привезший в Оксфорд некоторые естественнонаучные произведения Аристотеля.
Оксфордская школа сыграла значительную роль в развитии и распространении естествознания. Главная роль в становлении школы принадлежала францисканцу Роберту Гроссетесту (Большеголовому, 1175—1253), который был магистром, а затем и канцлером Оксфордского университета. В 1235 г. стал также епископом Линкольна. Зная еврейский, арабский и греческий языки, он один из первых стал переводить естественнонаучные произведения Аристотеля непосредственно с оригинала, писал комментарии к ним. Но более интересен Гроссетест как автор собственных естественнонаучных трактатов, среди которых важнейший трактат «О свете или о начале форм».
Научные интересы Гроссетеста концентрировались вокруг вопросов оптики, математики (особенно геометрии), астрономии. Он обосновал приложимость геометрических законов самоумножения света ко всей физической реальности, а также сформулировал учение о порождении, суммировании и соотношении бесконечных величин и доктрину о «мультипликации видов», развитую позднее Адамом Маршем и Роджером Бэконом. О Гроссете-сте пишут как о ярком теоретике и даже практике экспериментального естествознания. В своих работах он высказывает мысли о том, что изучение явлений начинается с опыта, посредством их анализа (resolutio) устанавливается некоторое общее положение, рассматриваемое как гипотеза. Отправляясь от нее, уже дедуктивно (compositio) выводятся следствия, опытная проверка которых устанавливает их истинность или ложность. Эти свои идеи исследователь проводил в опытах над преломлением света (особенно наблюдая явления радуги). Он размышлял также над распространением звуковых колебаний, над морскими приливами, над явлениями из области медицины. Для проверки гипотез Гроссетест использует методы фальсификации и верификации.
Метод фальсификации используется там, где нет еще никакой рациональной теории, и естествоиспытатель вынужден произвести отбор подходящих гипотез, т. е. отбросить то, что «не соответствует природе вещей». Метод верификации предполагает установление зависимостей путем наблюдения и проверку их в изолирующем эксперименте.
В построении объяснительных схем и в выборе между ними Гроссетест руководствовался двумя общими формальными «метафизическими» принципами. Один из них — принцип единообразия (uniformity) природы, подразумевающий, что причины всегда единообразны в своих действиях, что из разнородных действий следует умозаключать к разнородным причинам, и наоборот. Этот своеобразный принцип простоты был для него не только принципом отбора теорий или принципом, руководящим процессом индукции, он использовал его и в качестве принципа самого физического объяснения. Второе предположение, которое делает Гроссетест, состоит в принципе экономии (lex parsimoniae). Он заимствует его у Аристотеля, который установил этот принцип как некий прагматический регулятив: если одна вещь более доказана из многих предпосылок, а другая вещь — из немногих предпосылок, одинаково ясных, то лучшая из них та, которая доказана из немногих, потому что она быстрее дает нам знание.
«С такими предпосылками у Гроссетеста возникает противоречие между «онтологической» и «методологической» метафизикой, если к последней относить принципы, подобные только что перечисленным (природа проста, природа не делает скачков и т. д.). Так, например, в астрономии Гроссетеста не согласовывались геометрически более мощная модель эпициклов и метафизически более оправданная аристотелевская модель гомоцентрических сфер. В связи с этим начинает развиваться противопоставление чисто математической теории-простоты-ради и физико-метафизической «истинной» теории — противопоставление, сыгравшее в свое время чуть ли не решающую роль. В комментарии к VIII книге «Физики» (имеется в виду работа Аристотеля. — Т. Ф.) Гроссетест допускает анализ движения в вакууме в качестве нереального, чисто математического случая. «Пространство, взятое как нереальный математический образ, может быть представлено и как пустое и как бесконечное, хотя эти атрибуты не могут быть приписаны реальному пространству».
Гроссетест в попытке выработать общую методологию естественнонаучного исследования исходит из идей Аристотеля, изложенных им во «Второй Аналитике». Но для достижения этой цели необходимо изменить понятие причины и механизм причинного действия, Четыре аристотелевские причины Гроссетест заменяет двухполюсной причинно-следственной цепочкой, где действующая причина заняла место большей посылки, конечная причина — место вывода или заключения, а формальная и имматериальная причины — место среднего, специфического члена, исполняющего роль границ и условий обнаружения действия. Фундаментальность этой схемы для всего последующего развития физического мышления непреходяща.
«Именно это преобразование создает центр того прогрессивного в дальнейшем процесса, в котором рождается сама идея всеобщей физики, в котором преобразуется понятие научного объяснения, теоретического построения и точного эксперимента. Результат этого движения мы найдем в XVII в., но уже в ХШ в. совершается необходимое изменение в научной культуре и даже развивается определенный набросок всеобщей физики, не получивший, впрочем, особого развития». Необходимо напомнить, что обычной для множества средневековых трактатов была мысль о том, что только в математике вещи, известные нам, и вещи, существующие по природе, тождественны. Исходя из этого, модель математического объяснения становится моделью идеального знания, и даже теологическую аргументацию мыслители этой поры пытаются сформулировать согласно математико-дедуктивному методу.
Но математика описывает явления в чистом виде и ничего не говорит о том, почему это происходит именно так. Ответить на этот вопрос может только метафизика. «Именно в этом — корень того «эмпиризма» и «индуктивизма», который показался многим столь похожим на методологию науки Нового времени и ... скорее, является чертой, принципиально отличающей средневековый метод физического мышления от экспериментально-теоретического метода Новой науки».
Наиболее фундаментальным достижением оксфордской физики являются теория света и оптика, которые могут пониматься как основа некоторой универсальной физической теории. Натурфилософская концепция света Гроссетеста, например, уменьшала творческую роль бога. Согласно этой концепции, бог создает вначале некий светящийся пункт, который, мгновенно расширяясь, рождает огромную сферу, где слиты начала материи и формы. На поверхности сферы материя более разрежена, но она сгущается к центру. Такая поверхность и называется небом, «первым телом», — единство первой материи и первой формы. Небесная сфера ограничена в пространстве. Самое важное в этой концепции — понятие о свете, геометрические законы распространения которого составляют конститутивные законы мироздания, которые доступны человеческому познанию.
Природа познается посредством применения математики, а основу физики составляет оптика. Гроссетест видел в свете естественный источник природной активности, воздействия вещей друг на друга. Весь мир для него является результатом самовозрастающей светящейся массы. Эта тончайшая субстанция образует краски, звуки, растения и даже животных. И в человеке все — порождение единого светового начала, а свет человеческого знания — только ничтожно малая частица абсолютного божественного света.
Основные достижения Оксфордской школы связаны с научной деятельностью членов Мертонского колледжа при Оксфордском университете. Важное место среди них занимает Фома Брод-вардин, который пытался выработать математический способ описания движений тел посредством придания физическим процессам количественных показателей. А его ученики — Ричард Кил-лингтон, Ричард Суиссет (Суайнсхед), Уильям Хейтесбери и Джон Дамблтон, так называемые «калькуляторы», стремясь объединить квалитативную физику Аристотеля и учение о пропорциях Евклида, пытались создать единую систему «математической физики», основанной на возможности арифметико-алгебраического выражения качества. К главным практическим достижениям «калькуляторов» относится теорема о среднем градусе скорости, или «мер-тоновское правило», согласно которому равномерно ускоряющееся или замедляющее движение эквивалентно равномерно ускоряющемуся движению со средней скоростью. В работах «калькуляторов» формировались такие понятия математики, как переменная величина, логарифм, дробный показатель, бесконечный ряд.
К ученикам Гроссетеста относят английского натурфилософа и богослова Роджера Бэкона (ок. 1214—1242) — одного из наиболее интересных, оригинальных мыслителей своего века, которого называли «удивительным доктором» («doctor mirabilis»). Мировоззрение Р. Бэкона, с одной стороны, формировалось под влиянием естественнонаучных интересов оксфордского кружка, руководимого Гроссетестом, а с другой — в неприятии умозрительных рассуждений схоластиков. Схоластике Р. Бэкон противопоставял программу практического назначения знания, с помощью которого человек может добиться своего могущества и улучшения жизни. Ему принадлежат идеи, которые предвосхищали будущее развитие науки и техники: о создании судов без гребцов, управляемых одним человеком; о колесницах, передвигающихся без коней; о летательных аппаратах, птичьеобразными крыльями которых двигал бы один человек, сидящий в его середине; о приспособлениях, которые позволили бы человеку передвигаться по дну рек и морей; о создании зеркала, концентрирующего солнечные лучи, способные сжигать все встречающееся на их пути, и др. Некоторые историки считают, что «удивительному доктору» удалось создать порох,
Вслед за арабскими философами и естествоиспытателями Р. Бэкон создает энциклопедию, значительное место в которой отводит математике, представляющей из себя комплекс дисциплин, прежде всего геометрии и арифметики, затем астрономии и музыки (предполагают, что имеется в виду акустика). Мыслитель считает, что только математика достоверна и несомненна и с помощью ее необходимо проверять все остальные науки. Она же и самая легкая из наук, ибо она «доступна уму каждого», следовательно, с нее и надо начинать обучение детей. Все «науки должны познаваться не с помощью диалектических и софистических доводов, а с помощью математических доказательств, доходящих до истин и дел других наук и управляющих ими»; благодаря применению математики «наука, полная сомнений, мнений и неясных мест, может' быть удостоверена и достичь очевидности и истинности». Но для получения истинных знаний одних только математических доказательств недостаточно. Для лучшего понимания и устранения сомнений необходим опыт.
Р. Бэкон выделял два основных способа познания — «с помощью доказательств и из опыта». Также существует и два вида опыта. Один из них приобретается посредством «внешних чувств» — человек может полагаться на свои органы чувств (например, зрение), на свидетельства очевидцев, а также на специально изготовленные инструменты (если мы, например, исследуем небесные явления). Однако этого внешнего опыта недостаточно, «ибо он не вполне удостоверяет нас относительно телесных вещей из-за трудностей познания и совсем не касается духовных вещей». Поэтому необходим другой вид опыта — опыт «внутренний», который становится возможным только в мистических состояниях избранных благодаря обретению внутреннего озарения, божественной «иллюминации». Причем, добавляет Бэкон, этот второй род опыта гораздо лучше первого. Допускает Р. Бэкон и третью разновидность опыта.
В. В. Соколов отмечает: «Он учил, что существовал некий совсем уже фантастический праопыт, которым всемогущий бог наделил «святых отцов и пророков». Они совсем не опирались на свои органы чувств, ибо бог открыл им науки через внутреннее озарение (как открывает он их некоторым верующим и впоследствии). Ветхозаветные патриархи и пророки оказались в соответствии с этой концепцией первыми философами и учеными, знавшими всю истину и все науки, греческие же философы, в частности Аристотель, заимствовали от них только часть этих истин. И вообще бог, недовольный людьми, сообщает им лишь частичную истину, правду смешивает с ложью. Опираясь на опыт, они могут выявить ее, но истина в ее полном объеме не может быть доступна людям».
Р. Бэкон подчеркивал, что «голое доказательство», не сопровождаемое опытом, не может доставить полного удовлетворения. Как ни неопровержимы, например, доказательства различных теорем относительно равностороннего треугольника, окончательную убедительность они приобретают, если доказывающий строит данный треугольник и все, что связано с доказательством той или иной теоремы, собственными усилиями. Философ заключает: «Опытная наука — владычица умозрительных наук». Предполагают, что здесь впервые введен термин «опытная наука». Опыт включает в себя физику, в которую входят алхимия, астрономия, астрология, медицина, в известном смысле и математика. Согласно Р. Бэкону, опытная наука, являясь источником новых истин, не входящих в эмпирическое содержание других наук, должна обеспечить верификацию (т. е. подтверждение или опровержение) умозрительных начал. Кроме того, она «предписывает, как делать удивительные орудия и как, создав их, ими пользоваться, а также рассуждает обо всех тайнах природы на благо государства и отдельных лиц и повелевает остальными науками, как своими служанками».
Как отмечает А. В. Ахутин, «когда средневековые ученые патетически призывают к опытному исследованию, порицают, подобно Роджеру Бэкону, ложный авторитет, дурную традицию и невежественные мнения толпы, отсюда еще никоим образом нельзя делать вывод, что здесь закладывается фундамент «экспериментальной науки» в современном смысле слова. Ни Гроссетесту, ни Альберту Великому, ни Р. Бэкону не приходило в голову сомневаться в основах христианского мировоззрения. Речь шла только о необходимости и, может быть, даже о преимуществе опытного постижения божественных истин через наблюдение порядка творения. Никто из них не нарушал иерархии средневековых наук с теологией и метафизикой во главе. Даже Р. Бэкон отводит лишь одну часть своего «Большого сочинения» для указания преимуществ опытной науки, в которую он включает астрологию и алхимию. Может быть, еще большую роль играла концепция мистического опыта, непосредственного, чувственного постижения божественных истин внутренним созерцанием, озарением, для которого простой «натуралистический» опыт служит лишь подготовительным этапом, известного рода упражнением и очищением.
Английский философ и логик Уильям Оккам (ок. 1300—1349/ 1350) внес большой вклад в.развитие логического учения. Он родился недалеко от Лондона, учился и преподавал в Оксфордском университете и, несомненно, испытал значительное воздействие эмпирической философской школы, связанной с именами Грос-сетеста и Роджера Бэкона. Среди работ Оккама наиболее значительны — «Распорядок», «Избранное», «Свод всей логики» («Summa totius logicae»). В эпоху Оккама в формировании знания преобладали вербальные псевдообобщения, которые становились тормозом развития действительно научного, предметного знания. Целям разрушения такого тормоза служила знаменитая «бритва Ок-кама». Чаще всего она формулируется словами: «Без необходимости не следует утверждать многое». Реже фигурирует другая формулировка: «То, что можно объяснить посредством меньшего, не следует выражать посредством большего». В последующей традиции оккамизма была выработана еще более краткая формулировка «бритвы Оккама»: «Сущностей не следует умножать без необходимости», что означает, что каждый термин обозначает лишь определенный предмет. Для Оккама реально существуют только единичные вещи и интенция — устремление человеческой души на предмет познания.
Оккам развивает учение о существовании двух разновидностей знания. Первое из них он называет знанием интуитивным (notitio intuitiva). Интуитивное у него означает наглядное и включает в себя как ощущение, так и внутреннее переживание его. Поэтому «с него и начинается основанное на опыте знание» (notitia experimentalis). Такая трактовка интуитивного знания приближает его к линии сенсуализма. Основное его назначение — констатировать наличие той или иной вещи.
Вторую разновидность знания Оккам именует абстрагированным знанием (notitia abstractive). С одной стороны, это общее знание можно непосредственно постичь в душе и тогда он называет его тоже интуитивным. Но первый смысл абстрагированного знания в том, что оно относится к множеству единичных вещей, и здесь наиболее очевиден его концептуалистический смысл. В отличие от интуитивного знания абстрагированное может отвлекаться от их существования или несуществования.
Теорию общих понятий Оккама называют терминизмом. Термин — простейший элемент всякого знания, всегда выраженного словом. Будучи единичным, оно становится общим (в уме) в связи с тем или иным значением, которое ему придается. Поэтому универсалии трактуются как знаки. Одни из них естественны и могут быть непосредственно отнесены к соответствующим вещам (дым — к огню, смех — к радости). Другие же искусственны, условны, когда словам придается то или иное значение, относимое не к одной, а ко многим вещам.
В другом контексте Оккам различает две разновидности терминов. Термины первичной интенции — это знаки, относящиеся к внешним вещам, но ничего о них не утверждающие. Знание, связанное с ними, заключает в себе психологическую природу, объясняющую образование самих терминов: «Сократ», «человек», «животное» и т. п. От них отличаются термины вторичной интенции, направленной уже не на вещи, а на термины первичной интенции. Именно здесь и возникают универсалии как термины, значение которых относится ко многим вещам.
Из двух разновидностей терминов вытекают и два рода наук. Одни из них — реальные, трактующие о самом бытии. Другие — рациональные, рассматривающие понятия с точки зрения их отношения не к вещам, а к другим понятиям. Без всякого сомнения, это логика, имеющая дело с термином (знаками знаков). В ней знаки из орудий знания становятся объектом его. Эмпиристическое острие «бритвы Оккама» расчищало поле для естественнонаучных исследований. Однако форма изложения новых идей, особенности доказательства и аргументации оставались у него вполне схоластическими, нередко весьма искусственными. Идеи Оккама были широко распространены в средневековых университетах.
Реализация идей опытной науки Р. Гроссетеста, Р. Бэкона, «калькуляторов» и др. оставалась вопросом будущего. В частности, проведение экспериментов предполагало создание соответствующей экспериментальной техники, устройств, приборов и т. д. Но для развития техники и инженерного искусства требовались огромные материальные ресурсы, которые реально появились лишь в эпоху Возрождения. Создание новой техники, в свою очередь, предполагало гораздо более широкое применение математических расчетов, использование прикладных математических моделей, которое стимулировало развитие математических исследований.
Несмотря на значительное увеличение числа инженеров, строителей и ученых-практиков, идея о том, что законы природы могут быть описаны языком математики, исключительно медленно пробивала себе дорогу на протяжении всей эпохи Возрождения. Ее судьба напрямую зависела от эффективности применения математических расчетов в повседневной жизни и инженерном искусстве, от их вклада в технический прогресс и, наконец, от масштабов применения техники в военном деле, в мореплавании, в строительстве, в мануфактурном производстве и т, д.
Характерно, что, изучая локальное движение, движение равномерное и равноускоренное, западноевропейские математики XIV в. никогда не делали попыток применить полученные математические модели к физическим событиям, скажем, к падающим телам, не пытались подвергнуть их экспериментальным проверкам. Даже для Н, Коперника его собственная кинематическая модель — это лишь вычислительные гипотезы, предполагающие более правдоподобное объяснение движения небесных тел. В эпоху Возрождения интерес христианских теологов к эпистемологическим проблемам, связанным с характерным для таких мыслителей XIII—XIV вв., как Р. Гроссетест и Р. Бэкон, применением в опытной науке математических доказательств и с экспериментальной проверкой умозрительных «начал», в значительной мере был утрачен1.
Но в это же самое время изменяется и роль человека в мире. Зарождается новый тип мышления, связанный с процессом секуляризации, начинающимся в Европе в XV в. и выражающимся в приобретении самостоятельности, автономности по отношению к церкви и религии социально-политической, экономической, духовной жизни — философии, науки, искусства. Происходит постепенная смена мировоззренческой ориентации: для человека значимым становится посюсторонний мир, автономным, универсальным и самодостаточным становится индивид. В протестантизме происходит разделение знания и веры, ограничение сферы применения человеческого разума миром «земных вещей», под которым понимается практически ориентированное познание природы.
«Предоставив дело спасения души «одной лишь вере», протестантизм тем самым вытолкнул разум на поприще мировой практической деятельности — ремесла, хозяйства, политики. Применение разума в практической сфере тем более поощрялось, что сама эта сфера, с точки зрения реформаторов, приобретает особо важное значение: труд выступает теперь как своего рода мирская аскеза, поскольку монашескую аскезу протестантизм не принимает. Отсюда уважение к любому труду — как крестьянскому, так и ремесленному, как деятельности землекопа, так и деятельности предпринимателя. Этим объясняется характерное для протестантов признание особой ценности технических и научных изобретений, всевозможных усовершенствований, которые способствуют облегчению труда и стимулированию материального производства». В этих условиях и возникает экспериментально-математическое естествознание.
Среди тех, кто подготавливал рождение науки, был Николай Кузанский (1401—1464), идеи которого оказали влияние на Джордано Бруно, Леонардо да Винчи, Н. Коперника, Галилео Галилея, И. Кеплера. В своих философских воззрениях на мир Кузанский вводит методологический принцип совпадения противоположностей — единого и бесконечного, максимума и минимума, из которого следует тезис об относительности любой точки отсчета, тех предпосылок, которые лежат в фундаменте арифметики, геометрии, астрономии и других знаний. Отсюда философ делает заключение о предположительном характере всякого человеческого знания, а не только того, которое мы получаем, опираясь на опыт, как считали в античности. Поэтому он уравнивает в правах и науку, основанную на опыте, и науку, основанную на доказательствах.
Большое внимание Кузанский придает измерительным процедурам, поэтому интерес представляет попытка дать «опытное» обоснование геометрии с помощью взвешивания, которое воспринимается им как универсальный прием. Механические средства измерения уравниваются в правах с математическим доказательством, что уничтожает ранее непреодолимую грань между механикой, понимаемой как искусство, и математикой как наукой. Это те предпосылки, без которых не могло бы возникнуть исчисление бесконечно малых величин и механика как математическая наука.
Применяя принцип совпадения противоположностей к астрономии, Кузанский приходит к выводу, что Земля не является центром Вселенной, а такое же небесное тело, как Солнце и Луна, что подготавливало переворот в астрономии, который в дальнейшем совершил Коперник. А примененный к проблеме движения принцип совпадения противоположностей дал Кузанскому возможность высказать идею о тождестве движения и покоя, что в корне противоречило античному и средневековому пониманию,
утверждавшему, что покой и движение качественно различные и принципиально несовместимые состояния.
Человек становится творцом, поднимаясь почти на один уровень с Богом, ведь он наделен свободой воли и должен сам решать свою судьбу, способен творить, стать мастером, которому по силам любая задача. Отсюда и характерное для эпохи Возрождения стремление познать принципы функционирования механизмов, приборов, устройств и самого человека. В этой связи особый интерес представляют попытки Леонардо да Винчи (1452—1519) применить в анатомии, которой он занимался на протяжении всей своей жизни, знания из прикладной механики и найти соответствие между функционированием органов человека и животных и функционированием известных ему технических устройств, механизмов.
Как и Р. Бэкон, Леонардо да Винчи считал, что «опыт никогда не ошибается, ошибаются только суждения ваши», и что для получения в науках достоверных выводов следует применять математику, в которую он обычно включал и механику: «.. .никакой достоверности нет в науках там, где нельзя приложить ни одной из математических наук, и в том, что не имеет связи с математикой». Следует добавить, что механика мыслилась им еще не как теоретическая наука, какой она станет во времена Галилея и Ньютона, а как чисто прикладное искусство конструирования различных машин и устройств. Леонардо да Винчи подошел к необходимости органического соединения эксперимента и его математического осмысления, которое и составляет суть того, что в дальнейшем назовут современным естествознанием, наукой в собственном смысле слова.