Мы видим, следовательно, как мало можно было бы сделать предсказаний и какими грубыми были бы объяснения, если бы наука ограничивалась качественными законами. Количественные законы в огромной степени превосходят их. Для таких законов мы должны, разумеется, иметь количественные понятия .

ТЕОРИИ И НЕНАБЛЮДАЕМЫЕ (ВЕЛИЧИНЫ)

Одним из наиболее важных различий между двумя типами законов в науке является различие между тем, что может быть названо (не существует никакой общепринятой терминологии для них) эмпирическими законами и теоретическими законами. Эмпирические законы представляют собой законы, которые могут быть подтверждены непосредственно эмпирическими наблюде­ниями. Термин «наблюдаемое» часто употребляется для любых явлений, которые могут восприниматься непосредственно, поэто­му мы можем сказать, что эмпирические законы являются закона­ми о наблюдаемых.

Здесь следует сделать предостережение. Философы и естест­воиспытатели совершенно различным образом употребляют тер­мины «наблюдаемое» и «ненаблюдаемое». Для философа «наблю­даемое» имеет очень узкое значение. Оно применяется к таким свойствам, как «синий», «твердый», «горячий». Такие свойства непосредственно воспринимаются чувствами. Для физика «наблюдаемое» имеет более широкое значение. Оно относится ко всем количественным величинам, которые могут быть измерены сравнительно простым, непосредственным путем. Философ не бу­дет, вероятно, рассматривать температуру в 80° или вес в 931/2 фунта как наблюдаемые величины, поскольку невозможно непо­средственное восприятие таких величин с помощью органон чувств. Для физика обе величины — наблюдаемые, потому что они могут быть измерены крайне простым путем. Тело может быть взвешено на весах. Температура измеряется термометром. Однако физик не скажет, что масса молекулы, не говоря уже о массе элект­рона, есть что-то наблюдаемое, потому что здесь процедура измерения является гораздо более сложной и косвенной. Но величины, которые могут быть найдены с помощью относительно про­стых процедур — длина с помощью линейки, время — часов, частота световых волн — спектроскопа,— называются наблю­даемыми.

Философ может возразить, что сила электрического тока фак­тически не наблюдается: наблюдается только положение стрелки прибора. Амперметр включают в цепь и замечают, что его стрелка показывает отметку 5,3. Разумеется, сама сила тока при этом не наблюдается. Она выводится на основе того, что наблюдалось.

Физик ответит, что все это довольно справедливо, но вывод здесь был не очень сложным. Сама процедура измерения на­столько проста, так хорошо установлена, что не может быть сомнения в том, что амперметр обеспечит точное измерение силы тока. Следовательно, эта величина войдет в число тех, которые называются наблюдаемыми.

Здесь не может быть вопроса о том, какое употребление термина «наблюдаемое» является правильным или законным. Существует континуум, который начинается с непосредственных чувственных наблюдений и затем переходит к значительно более сложным, косвенным методам наблюдений. Очевидно, что в этом континууме нельзя провести никакой резкой разграничи­тельной линии; все дело только в степени. Философ уверен в том, что он непосредственно воспринимает голос своей жены, находя­щейся в соседней комнате. Но допустим, что он слушает ее по теле­фону. Воспринимает ли он ее голос непосредственно? Физик, конечно, будет говорить, что, когда он рассматривает что-либо через обычный микроскоп, он воспринимает это непосредственно. Относится ли это также к тому случаю, когда он рассматривает предмет через электронный микроскоп? Наблюдает ли он путь частицы, когда рассматривает треки ее в пузырьковой камере? В общем, физик говорит о наблюдаемых в очень широком смысле в сравнении с узким смыслом, который имеет в виду философ, но в обоих случаях линия, отделяющая наблюдаемое от ненаблю­даемого, в значительной мере произвольна. Это следует иметь в виду всякий раз, когда эти термины встречаются в книгах, написанных философом или естествоиспытателем. Отдельные авто­ры будут проводить эту границу там, где это наиболее удобно в зависимости от своей точки зрения, и не существует никаких оснований, почему они не должны иметь такой привилегии.

Эмпирические законы, в моей терминологии, представляют собой законы, которые содержат либо непосредственно наблюдае­мые термины, либо измеряемые сравнительно простой техникой. Иногда такие законы называют эмпирическими обобщениями; когда вспоминают, что они получаются путем обобщения результатов, обнаруживаемых посредством наблюдений и измере­ний. Сюда относятся не только простые качественные законы (такие, как «все вороны — черные»), но также количественные законы, возникающие из простых измерений. Законы, связываю­щие давление, объем и температуру газов, принадлежат к этому типу. Закон Ома, связывающий разность электрических потен­циалов, сопротивление и силу тока, является другим знакомым примером. Ученый делает повторные измерения, находит некото­рые регулярности и выражает их в законе. Все эти законы явля­ются эмпирическими законами. Как указывалось в ранних главах, они используются для объяснения наблюдаемых фактов и пред­сказания будущих наблюдаемых событий.

Не имеется никакого общепринятого термина для второго вида законов, которые я называю теоретическими законами. Иногда их называют абстрактными или гипотетическими закона­ми. Термин «гипотетический», вероятно, не подходит сюда, пос­кольку он предполагает, что различие между двумя типами законов основывается на степени, с которой эти законы могут быть подтверждены. Но эмпирические законы, когда они являются рабочими гипотезами, подтверждаемыми только в незначительной степени, все же будут оставаться эмпирическими законами, хотя и можно будет сказать, что они имеют скорее гипотетический характер. Теоретические законы отличаются от эмпирических не тем, что недостаточно хорошо установлены, а тем, что содержат термины другого рода. Термины теоретических законов не относят­ся к наблюдаемым величинам даже тогда, когда принимается предложенное физиком широкое значение для того, что может быть наблюдаемо. Они являются законами о таких объектах, как молекулы, атомы, электроны, протоны, электромагнитные поля и другие, которые не могут быть измерены простым, непосредствен­ным способом.

Если существует статическое поле обширных размеров, кото­рое не изменяется от точки к точке, физик назовет его наблюдае­мым, потому что оно может быть измерено простым прибором. Но если поле изменяется от точки к точке на очень малых расстоя­ниях или же очень быстро во времени, может быть биллионы раз в секунду, тогда оно не может быть непосредственно измерено с помощью простой техники. Физик не назовет такое поле наблю­даемым. Иногда физик будет отличать наблюдаемое от ненаблю­даемого именно таким образом. Если величина остается той же самой в пределах достаточно большого расстояния или довольно большого интервала времени, так что для непосредственного изме­рения величины может быть применен прибор, тогда она называет­ся макрособытием. Если величина изменяется в границах таких крайне малых интервалов пространства и времени, что она не мо­жет быть непосредственно измерена прибором, тогда она будет называться микрособытием. (Прежние авторы употребляли тер­мины «микроскопический» и «макроскопический», но сейчас мно­гие авторы сокращают эти термины до «микро» и «макро».)