Проблемы философии науки в творчестве А. Пуанкаре

 

 

 

 

 

 

4 Роль гипотез  в науке

 

В книгах, посвященных общим вопросам науки, Пуанкаре уделил большое внимание проблемам теоретической физики того времени, оказавшейся неспособной дать объяснение целому ряду, новых экспериментальных фактов. Особый интерес представляют те главы, в которые были включены его официальные доклады на международных конгрессах. Так, в книге «Наука и гипотеза» излагается доклад Пуанкаре на Международном физическом конгрессе 1900 года, в котором дается глубокий анализ назначения теоретической физики и той роли, которую играют в науке различные по своей сущности гипотезы. Эти общие вопросы теории познания и сейчас сохраняют свое актуальное значение. 

Физический конгресс 1900 года, проходивший в дни Всемирной парижской выставки, был первым международным форумом физиков. Откликнувшись на призыв французского Физического общества, в Париж съехались почти все знаменитости этой науки. Рабочие заседания конгресса начались с доклада Пуанкаре. «Опыт – единственный источник истины: только опыт может научить нас чему-либо новому, только он может вооружить нас достоверностью» – провозглашает Пуанкаре [3]. Но уже в следующей фразе он ставит вопрос: если опыт есть все, то где же место теоретической физики? И автор последовательно и обстоятельно развивает свои взгляды на эту проблему.

«...Всякое обобщение до известной степени предполагает веру в единство и простоту природы. Допущение единства не представляет затруднений». Но вот тезис – «природа любит простоту» – постоянно оспаривается и подвергается сомнению. Между тем, по твердому убеждению Пуанкаре, «те, которые не верят, что законы природы должны быть просты, все же часто бывают вынуждены поступать так, как если бы они разделяли эту веру. Они не могли бы совершенно отрешиться от этой необходимости, не разрушая тем самым всякой возможности обобщения, а, следовательно, и науки» [3]. Ведь если не руководствоваться критерием простоты, то невозможно выбрать какое-либо теоретическое обобщение из бесчисленного множества различных вполне осуществимых обобщений.

«Изучая историю науки, – отмечает Пуанкаре, – мы замечаем два явления, которые можно назвать взаимно противоположными: то за кажущейся сложностью скрывается простота, то, напротив, видимая простота на самом деле таит в себе чрезвычайную сложность» [3]. Но независимо от того, какая из этих ситуаций реализуется на самом деле, в науке, по мнению докладчика, в любом случае, следует предпочесть сначала простейшее обобщение. В дальнейшем более точные и совершенные опыты либо подтвердят истинность этой простоты, либо вынудят ученых пойти на усложнение и выбрать другое, более истинное обобщение. Иначе говоря, докладчик утверждает, что во всех случаях надо исходить из гипотезы простоты природы. Этот принцип построения физических теорий, который впоследствии стали называть «принципом простоты», особенно важно было уяснить в период глубокого кризиса физики, когда перед учеными встала проблема обобщения совершенно новых экспериментальных фактов и построения новых физических теорий. 

Вслед за этим Пуанкаре рассмотрел различные типы гипотез, используемых в физике. Говоря о физических гипотезах, допускающих непосредственно экспериментальную проверку, он особо подчеркнул принципиальную важность того случая, когда гипотеза ученого оказывается опровергнутой опытом "Физик, который пришел к отказу от одной из своих гипотез, должен был бы радоваться, потому что тем самым он нашел неожиданную возможность открытия. – говорит Пуанкаре. – Я предполагаю, что его гипотеза не была выдвинута необходимо, что она принимала в расчет все известные факторы, могущие помочь раскрыть явление! Если она не оправдывается, то это свидетельствует о чем-то неожиданном, необыкновенном это значит, что предстоит найти нечто неизвестное, новое».

К особо опасным гипотезам Пуанкаре отнес те из них, которые принимаются неосознанно и не замеченными проникают в систему научных знаний.  Некоторые гипотезы докладчик назвал безразличными. Они никак не влияют на результат теоретического предсказания, а привлекаются либо из-за слабости человеческого разума, испытывающего затруднения в толковании некоторых пилении без вспомогательных представлений, либо для того, чтобы облегчить математическое решение задачи. «Этого рода безразличные гипотезы никогда не представляют опасности, лишь бы только природа их была ясно понимаема. Они могут быть полезными то в качестве вычислительного приема, то как некоторая конкретная опора для нашей мыслительной способности. Поэтому, нет оснований их осуждать» [2]. К таким гипотезам Пуанкаре причислил предположение о непрерывности материи или противоположную ему гипотезу об атомарном ее строении, а также все предположения о физических свойствах «тонкие субстанций, которые под именем эфира или под каким-либо другим именем во все времена играли столь значительную роль в физических теориях». Эфир, наделяемый механическими свойствами, он уподобляет некогда принятому в науке «теплороду» и ставит под сомнение его истинное существование. «Гипотезам этого рода свойствен лишь метафорический смысл... – утверждает Пуанкаре, – Они могут быть полезны как средство достигнуть умственного удовлетворения».

И, конечно же, Пуанкаре не мог обойти молчанием нее удивительные открытия последних лет – открытия лучей Рентгена лучей, испускаемых ураном и радием. «Тут целый мир, о существовании которого никто и не догадывался. Всех этих неожиданных гостей надо определить к месту! Никто не может еще предвидеть, какое именно место они займут. Но я думаю, что они не разрушат общего единства, а скорее дополнят его собой» – уверенно заключает он.

В этом обзорном докладе крупнейший теоретик и глубокий мыслитель поднимал важнейшие для того времени проблемы научного познания, в общих чертах намечая пути решения труднейших физических проблем. И это не были советы приверженца старых концепций, Пуанкаре в самом широком смысле рассматривал теоретическое обобщение опытных данных, не связывай с механическим представлением. От будущих теорий он требовал лишь выполнения основных физических принципов, в которых усматривал самое общее проявление единства природы, которым посвятил основную часть своего доклада на одной из следующих международных конгрессов.

Теперь, когда давно отшумела буря над физикой и на ее могучем остове возникли стройные здания современных теорий, нелегко представить себе то смутное время сомнений в самых основных физических принципах. В книгу «Ценность науки» Пуанкаре включил свое выступление в сентябре 1904 года на Международном конгрессе искусства и науки, проходившем в городе Сент-Луисе (США). Он выступил тогда с программным докладом «Настоящее и будущее математической физики». Нужно забыть на минуту о всех возникших позже новых представлениях физики XX века, чтобы по достоинству оценить значение программного доклада Пуанкаре, в котором он дал ключевую основу для поиска новых физических закономерностей – совокупность основных принципов, сохраняющих свое значение и в новой физике. Особенно подчеркивал Пуанкаре незыблемость закона сохранения энергии, который, по его мнению, не смогут поколебать никакие будущие открытия. Это убеждение высказывалось им и раньше, на Первом физическом конгрессе в Париже.

В науке после этого произошла самая крупная революция за все время ее существования. Коренному преобразованию подверглись основные физические представления. Были установлены совершенно необычные физические законы, действующие при околосветовых скоростях и в мире мельчайших частиц. Но все отмеченные Пуанкаре общие принципы и по сей день сохраняют свое значение, действуя в современной физике в преобразованном виде. Пуанкаре весьма проницательно наметил стержневую линию новой физики, ее остов из основных принципов, связывающих ее с классической физикой.

Заключение

Научное наследие Пуанкаре поражает не только широтой охвата точных наук, но и огромным влиянием на их последующее развитие. Он прокладывал в науке новые направления, важность и актуальность которых нередко становились несомненными лишь через годы и десятилетия. Значение его трудов возрастало со временем по мере развертывания заложенных в них идей и методов. Например, в проведенных Пуанкаре исследованиях нелинейных уравнений небесной механики советский ученый А.А. Андронов обнаружил готовый математический аппарат для решения проблемы нелинейных колебаний в радиотехнике, названных им автоколебаниями. Так, почти полвека спустя, математические методы Пуанкаре помогли решить практически важную и актуальную задачу.

Точно такая же устремленность в будущее характерна и для физических исследований Пуанкаре. Еще в 1901 году он первым представил уравнения классической механики в групповых переменных, придав им новую, инвариантную форму. И в специальной теории относительности первый шаг в этом направлении был сделан именно Пуанкаре, четко сформулировавшим требование инвариантности законов физики относительно преобразований Лоренца. Таким образом, он первый провозгласил в физике новый, инвариантно-групповой подход, распространив идеи Ф. Клейна, изложенные в его «Эрлангенской программе» для геометрии, на новую область науки. Ныне требование инвариантности стало в физике уже нормой теоретического знания, а релятивистская инвариантность любой физической теории формулируется как инвариантность относительно группы Пуанкаре.

Порой трудно провести четкую границу между конкретными предвидениями Пуанкаре в математике и физике и его общими методологическими идеями, нацеленными. на будущее развитие точных наук. Это и понятно, поскольку, как заметил академик А.Д. Александров, все действительно великие математики были в то же время и философами-мыслителями. К таким математикам он относит, наряду с Пифагором, Декартом, Лейбницем, Ньютоном, Лобачевским, Риманом, Браузром, Гильбертом, и Анри Пуанкаре.

В работах Пуанкаре, посвященных анализу структуры и развития научного знания, был поднят ряд новых проблем методологии науки. Именно Пуанкаре явился подлинным и значимым основателем конвенционалистской эпистемологии и  методологии науки, которая в дальнейшем получила значительное распространение среди ученых и философов науки, а отдельные ее положения стали просто расхожими в умах естествоиспытателей нашего времени. Популярность идей этого мыслителя отчасти объясняется не только его высочайшим  авторитетом  как математика и физика, но и незаурядным талантом литератора. Созданную конвенционалистскую методологию науки  Пуанкаре распространил не только  на теоретический, но и на эмпирический уровень научного познания. Снизу имеет место детерминация научных конвенций «сырыми» фактами и инвариантными связями этих фактов, а  сверху – синтетическими суждениями априори, интуицией и требованием логической непротиворечивости. Все эти факторы и реальные  условия  научного познания существенно ограничивают произвольность в принятии  научных конвенций.

Удивительная прозорливость Пуанкаре в науке и верное предчувствие им правильных направлений, в которых должна двигаться физико-математическая мысль, делают некоторые его выводы и суждения по общим проблемам науки ценными ориентирами и для современных ученых. Поэтому до сих пор не ослабевает интерес к творчеству выдающегося французского ученого, что видно на примере издания в последнее время его избранных трудов в трех томах, его работ по основаниям геометрии, его знаменитого этюда «Математическое творчество».

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1 Пуанкаре, А. Избранные труды в 3-х томах [Текст] / А.Пуанкаре. - М.: Наука, 1974. – 999 с.

2 Тяпкин, А.А. А. Пуанкаре [Текст] / А.А. Тяпкин, А. Шибаев. - М.: Молодая  гвардия, 1979. – 414 с.

3Пуанкаре, А. Наука и гипотеза [Текст] / А. Пуанкаре. - СПб.: Либроком, 2010. – 240 с.

4 Пуанкаре, А. Ценность науки [Текст] / А. Пуанкаре. - М.: Наука, 1990. -365 с.

5 Пуанкаре, А. Наука и метод [Текст] / А. Панкаре. - М.: Наука, 1983. – 561 с.

6 Пуанкаре, А. О науке [Текст] / А. Пуанкаре, под ред Л.С. Понтрягина. – М.: Нака, 1989. – 414 с.

7 Александров, П. С. Пуанкаре и топология [Текст] / П.С. Александров. - М.: Наука, 1972. -385 с.

8 Асмус, В. Ф. Проблема интуиции в философии и математике [Текст]. -М.: Мысль, 1965. – 492 с.

9 Тяпкин, А. А. Об истории формирования идей специальной теории относительности [Текст] / А.А. Тяпкин. - М.: Атомиздат, 1973. – 360 с.

10 Шpaep, M. Г. Методы А. Пуанкаре в теории потенциала [Текст] / М.Г. Шраер. - М.: Мысль, 1973. – 210 с.

11 Бородин, А.И. Биографический  словарь деятелей в области  математики [Текст] / А.И. Бородин, А.С. Бугай. – Киев: "Радяньска школа", 1979. – 395 с.