Но вот еще более сложный случай. Представим себе физическое тело, на которое не действует никакая внешняя сила и движению которого среда совершенно не оказывает сопротивления. Вы можете сказать, что такая ситуация невозможна, потому что всегда существует какая-то среда, и, если она существует, она обязательно будет оказывать сопротивление движению. И вы будете совершенно правы. Однако попробуем представить себе то, что невозможно в обычном опыте. Ведь в нашем опыте невозможно также и попасть на Солнце и наблюдать оттуда движение Земли. Но как только мы сумели представить себе эту ситуацию, мы смогли разобраться в сложных и запутанных движениях небесных светил, которые невозможно было понять до тех пор, пока мы исходили из того, что движется не Земля, а Солнце. Поэтому попытаемся все же вообразить то, что невозможно в нашем обычном опыте, и выяснить, как будет вести себя тело в этой странной ситуации. Мы очень легко придем к выводу, что в подобных условиях движущееся тело будет двигаться бесконечно, так как ничто не тормозит его движения. Тело будет двигаться также прямолинейно, так как для того, чтобы оно изменило свою траекторию, на него должно подействовать нечто извне — внешняя сила или среда (действие среды и есть частный случай воздействия внешней силы). Тело будет двигаться равномерно, так как если на него ничто не воздействует, у нас нет оснований предполагать, что его скорость вдруг начнет самопроизвольно меняться. Но это и означает действие закона инерции, т. е. первого закона классической механики. Мы можем предполагать, что этот закон формулирует «суть» механического движения, скрытую за «явлениями». Если мы знаем эту «суть», мы сможем понять и разнообразные явления.

Однако в этом пункте наших рассуждений возникает естественный протест. Откуда вы взяли, что именно придуманная вами необычная ситуация, а не какая-нибудь иная, выражает «суть» механических процессов? Можно ли как нибудь соотнести эту придуманную вами (как говорят, «идеализированную») ситуацию с опытом? Оказывается, можно. Именно это соотнесение является одним из важных способов обоснования «идеализированных» законов науки. Такое соотнесение происходит в эксперименте.

Эксперимент отличается от обычного опыта. В обычном опыте мы наблюдаем то, что происходит вокруг. В эксперименте мы создаем такие ситуации, которые не могут возникнуть помимо нас, нашей деятельности. Обычный опыт как бы просто дан нам. Что же касается эксперимента, то это такой вид опыта, в создании которого мы активно участвуем.

Из сформулированного нами закона инерции, полученного с помощью «идеализированного» представления, следует, что чем меньше внешняя среда будет оказывать сопротивление движению тела, тем в большей степени наблюдаемое движение этого тела будет обнаруживать данный закон непосредственно, зримым образом. Но ведь мы можем создать такие условия! Для этого нужно, во-первых, уменьшить сопротивление воздуха (или другой среды) движению тела. Мы можем, например, поместить наше тело в такой сосуд, из которого выкачан воздух или придумать что-нибудь другое, например, проводить наш эксперимент в условиях большой разреженности воздуха (скажем, высоко в горах). Во-вторых, нужно обязательно уменьшить действие сил трения между нашим телом и поверхностью, по которой оно движется. Для этого нужно лучше отполировать и поверхность, по которой движется тело, и поверхность самого тела. Для того, чтобы площадь соприкосновения тела с поверхностью движения была как можно меньше (чем меньше эта площадь, тем меньше силы трения), мы в качестве тела можем использовать хорошо отполированный шарик. Если мы в таких условиях воздействуем на наше тело, мы видим, что оно движется прямолинейно, равномерно и довольно долго. Правда, рано или поздно оно все-таки остановится, потому что мы никогда не можем добиться в реальном эксперименте такого положения, когда движению тела не оказывалось бы никакого сопротивления (и значит, на него не действовали бы никакие силы, помимо той, которую мы сами прилагаем). Всегда будут существовать силы трения. Однако на основании того, что мы опытно фиксируем в эксперименте, мы можем предположить, что чем меньше будут силы трения, тем больше наблюдаемое нами движение будет соответствовать тому, что утверждается в законе инерции. Если силы трения будут уменьшаться до бесконечно малого размера, путь, пройденный телом, будет увеличиваться до бесконечно большого.

Эксперимент отличается вообще тем, что в нем мы можем контролировать разные факторы, производящие те или иные изменения. В эксперименте мы сами воздействуем на некоторые факторы и наблюдаем, к каким результатам приводит то или иное наше воздействие. Мы можем точно фиксировать с помощью разных приспособлений соотношение между величиной того или иного воздействия и величиной результата и на этом основании формулировать законы. Так, например, если мы создаем такие условия для движения тела, которые более или менее приближаются к «идеальным», мы можем убедиться в следующем. Если одна и та же по величине сила воздействует на разные тела, то ускорение, получаемое этими телами, обратно пропорционально их массе (это, конечно, предполагает, что мы можем измерять силу, массу и ускорение независимо друг от друга).

Экспериментальное обобщение отличается от простого индуктивного. В случае эксперимента мы не просто наблюдаем, что одно событие происходит после другого, мы не просто фиксируем то, что повторяется и отбрасываем то, что не повторяется. Мы реально, материально выделяем некоторые факторы, создаем такие условия, когда внешнее воздействие на эти факторы практически незначительно (это называется созданием закрытой системы) и сами воздействуем на некоторые из них. В этом случае результаты нашего воздействия будут выражать существование необходимой, причинной и всеобщей связи. Ясно, что в отличие от индукции, экспериментальное фиксирование закона не требует большого количества повторений опыта. Конечно, эксперименты обычно повторяются прежде, чем ученые приходят к твердому убеждению в существовании той или иной закономерности. Но в данном случае повторения связаны не с выполнением тех требований, которые предъявляет индуктивное обобщение, а прежде всего с необходимостью убедиться в «чистоте» эксперимента, т. е. в том, насколько экспериментальная система является закрытой от посторонних воздействий.

Но если мы умеем искусственно создавать экспериментальные ситуации, которые не существуют естественно, в окружающей нас природной среде, мы можем использовать наше умение для создания таких приспособлений, действие которых мы можем контролировать и с помощью которых мы можем получать нужные нам результаты. Эти приспособления называются техническими. Человек создал целый мир техники. Используя технику, он в огромной степени изменил внешнюю природу. На этом пути человечество достигло больших успехов. Вещи, которыми мы пользуемся в нашем быту, дома, в которых мы живем, наши средства транспорта, средства коммуникации (телефон, радио, телевизор, газеты и т. д.) были бы невозможны без современной техники. В свою очередь эта техника была бы невозможна без опирающегося на эксперимент точного естественнонаучного знания. Правда, развитие современной техники показало, что на этом пути существуют большие трудности, о которых человечество ранее не догадывалось. Дело в том, что если мы можем контролировать работу наших технических устройств, то во многих случаях мы не можем контролировать воздействие этих устройств на естественные, природные процессы (точнее говоря, можем предвидеть и контролировать только непосредственные результаты, но не результаты более отдаленные). Все это ставит перед человечеством вопросы о границах технического развития, о необходимости гармонических отношений между людьми и окружающей природой (эти вопросы называются экологическими). Решение проблем экологии является жизненной необходимостью для всех развитых в техническом отношении стран. Если человечество не сумеет найти решения этих вопросов, оно может погибнуть.