Каждый раз, когда мы переходим к объяснению какого-то предположительного закона или теории посредством новой предположительной теории более высокой степени общности, мы открываем что-то еще о мире, пытаясь глубже проникнуть в его тайны. И каждый раз, когда нам удается фальсифицировать такого рода теорию, мы делаем новое важное открытие. Фальсификации действительно в высшей степени важны. Фальсификации учат нас неожиданному и вновь убеждают нас в том, что хотя наши теории придуманы нами самими, хотя они суть наши собственные изобретения, они тем не менее подлинные утверждения о мире, поскольку могут приходить в столкновение с чем-то, что создали не мы.
Я полагаю, что наш «модифицированный эссенциализм» может помочь там, где возникает вопрос о логической форме законов природы. Он предполагает, что наши законы и наши теории должны быть общими, то есть должны делать утверждения о мире — обо всех пространственно-временных областях мира. Кроме того, он предполагает, что наши теории делают утверждения о структурных или относительных свойствах мира и что свойства, описываемые объяснительной теорией, должны — в том или ином смысле — быть глубже тех, которые она должна объяснить. Я думаю, что это слово «глубже» не поддается никакому исчерпывающему логическому анализу, но что оно, тем не менее, может служить ориентиром для нашей интуиции. (Так обстоит дело в математике: при данных аксиомах все теоремы логически эквивалентны, но тем не менее между ними есть большая разница в «глубине», которая вряд ли поддается логическому анализу). «Глубина» научной теории, как кажется, теснее всего связана с ее простотой и тем самым с богатством ее содержания. (Иначе обстоит дело с глубиной математической теоремы, чье содержание можно считать нулевым). Похоже, что здесь нужны два ингредиента: богатое содержание и некоторая связность или компактность (или «органичность») описываемого положения дел. Именно этот последний ингредиент, хотя интуитивно он достаточно ясен, так трудно анализировать, и именно его пытались описать эссенциалисты, когда говорили о сущностях, противопоставляя их простому скоплению случайных свойств. Я не думаю, что мы можем сейчас что-либо по этому поводу сделать, кроме как сослаться на интуитивную идею, однако большего нам и не нужно. Ведь когда предлагается какая-то конкретная теория, интерес к ней определяется богатством ее содержания, и, следовательно, степенью ее проверяемости, а судьбу ее решают результаты фактических испытаний. С точки зрения метода мы можем смотреть на ее глубину, ее связность и даже на ее красоту просто как на ориентир или стимул для нашей интуиции и воображения.
Тем не менее, похоже, что есть что-то вроде достаточного условия глубины или степеней глубины, которое можно подвергнуть логическому анализу. Я попытаюсь объяснить это с помощью примера из истории науки.
Хорошо известно, что ньютоновой динамике удалось объединить земную физику Галилея с небесной физикой Кеплера. Часто говорят, что ньютонову динамику можно индуктивным путем вывести из законов Кеплера и Галилея, и утверждалось даже, что ее можно вывести из них строго дедуктивно[192]. Но это не так: с логической точки зрения теория Ньютона, строго говоря, противоречит и теории Галилея, и теории Кеплера (хотя эти последние теории можно, конечно, получить как приближения к теории Ньютона, если у нас такая теория уже есть). По этой причине невозможно вывести теорию Ньютона ни из теории Кеплера, ни из теории Галилея, ни из них вместе, ни дедуктивно, ни индуктивно. Это следует из того, что ни дедуктивный, ни индуктивный вывод не могут приводить от непротиворечивых посылок к заключению, которое формально противоречит этим исходным посылкам.
Я считаю это очень веским аргументом против индукции.
Теперь я вкратце укажу противоречия между теорией Ньютона и теориями его предшественников. Галилей утверждал, что брошенный камень или снаряд движется по параболе, за исключением случая вертикального падения, когда он движется по прямой с постоянным ускорением. (В ходе всего этого обсуждения мы пренебрегаем сопротивлением воздуха). С точки зрения теории Ньютона оба эти утверждения ложны по двум различным причинам. Первое ложно потому, что траектория снаряда, летящего на дальнюю дистанцию, такого как межконтинентальная ракета (запущенная вверх или горизонтально), даже приблизительно не является параболой, а будет эллиптической. Она становится близкой к параболе, только если общая дальность полета пренебрежимо мала по сравнению с земным радиусом. Это отметил сам Ньютон в своих "Principia", а также и в их упрощенном варианте — «Системе мира», где в качестве иллюстрации он использует рисунок, приведенный на этой странице.
Рисунок Ньютона иллюстрирует его высказывание, что если скорость снаряда, а вместе с ней и дальность полета, возрастает, он «в конце концов, выйдя за пределы Земли... уйдет в пространство, не касаясь ее» [193].
Итак, пущенный на Земле снаряд движется не по параболе, а по эллипсу. Конечно, для достаточно коротких расстояний парабола дает очень хорошее приближение, но параболическую траекторию нельзя считать в строгом смысле выводимой из теории Ньютона, если только мы не добавим к ней фактически ложное начальное условие (которое, кстати, не реализуемо в теории Ньютона, поскольку приводит к абсурдным следствиям), а именно — что радиус Земли бесконечно велик. Если мы не принимаем этого допущения, даже хотя известно, что оно ложно, то мы всегда получим эллипс — в противоречие с законом Галилея, согласно которому мы должны получить параболу.
В точности аналогичная ситуация возникает в связи со второй частью закона Галилея, утверждающего существование постоянного ускорения. С точки зрения теории Ньютона ускорение свободно падающего тела никогда не бывает постоянным — оно все время возрастает по мере падения в силу того, что тело приближается к центру притяжения. Этот эффект очень значителен, если тело падает с большой высоты, хотя, конечно, он будет пренебрежимо мал, если высота падения пренебрежимо мала по сравнению с радиусом Земли. В этом случае мы можем получить теорию Галилея из теории Ньютона, если снова введем ложное предположение, что радиус Земли бесконечен (или высота падения равна нулю).
Противоречия, на которые я указал, далеко не пренебрежимо малы для ракет, рассчитанных для полета на дальние дистанции. К ним мы можем применять теорию Ньютона (конечно, с поправками на сопротивление воздуха), но не теорию Галилея: последняя даст просто ложные результаты, как легко показать с помощью теории Ньютона.
С законами Кеплера ситуация аналогична. Очевидно, в рамках теории Ньютона законы Кеплера верны лишь приближенно, то есть в строгом смысле неверны, и это особенно ясно, если принять во внимание взаимное притяжение планет [194]. Но помимо этого довольно очевидного противоречия, между теориями Ньютона и Кеплера есть и более фундаментальные противоречия. Ведь даже если — в виде уступки нашим оппонентам — мы пренебрежем взаимным притяжением планет, то третий закон Кеплера, рассматриваемый с точки зрения ньютоновской динамики, не может быть чем-то большим, нежели просто приближением, применимым только в очень особом случае — к планетам, массы которых равны, а если не равны, то пренебрежимо малы по сравнению с массой Солнца. А поскольку это условие даже приближенно не выполняется в случае, когда одна планета очень легкая, а другая очень тяжелая, то ясно, что третий закон Кеплера противоречит теории Ньютона точно так же, как закон Галилея.
Это легко показать следующим образом. В теории Ньютона можно сформулировать для системы двух тел — двоичной звездной системы — закон, который астрономы часто называют «законом Кеплера», поскольку он тесно связан с третьим законом Кеплера. Этот так называемый «закон Кеплера» говорит, что если то есть масса одного из этих двух тел, скажем, Солнца, а т1 — масса второго тела, скажем, планеты, то выбрав подходящие единицы измерения, мы можем вывести из теории Ньютона следующее равенство:
