Джек Марр: Эрнст Мах и объяснение как экономное описание

Описание или объяснение — это спорный вопрос в анализе поведения и в науке в целом: как соотнести логическую формализацию описания и объяснения с поведением ученых-практиков. Недостаточно описать научные термины на языке логики — поведение ученых всегда ускользает от описаний, а формальная философия науки не оказывает прямого влияние на практику.

Описания зависят от контекста

Между вопросами «Что происходит?», «Как это происходит?» и «Почему это происходит?» есть тонкие различия:

• на перекрестке две машины: одна с разбитым боком и перевернутая, другая с раздавленным передним капотом — это «Что?»;
• исследование показывает, что вторая машина врезалась в первую — это «Как?»;
• дальше вскрывается, что тормоза второй машины вышли из строя, помешав торможению. Это «Почему?».

Уровень детализации зависит от того, кто и в каком контексте ищет ответы. Когда параллельные режимы подкрепления VI-VI создают сопоставление в активности голубя — распределяют время между альтернативами пропорционально относительных частот подкрепления каждой, то:

• закон согласования отвечает на вопрос «Что?»;
• различные теоретические подходы к динамике выбора отвечают на вопрос «Как?»;
• согласование как частный случай общих процессов в поведенческой, экологической или экономической теориях отвечает на вопрос «Почему?», а эволюционные механизмы отбора, в свою очередь, описывают эти процессы, продолжая ветвь вопроса.

Тщательные описания — это залог удовлетворительных объяснений. Клевки голубей в контексте сопоставления-с-образцом могут быть точными, то есть пропорция «ошибок» будет маленькой. Если описать поведение как сопоставление-с-образцом, то есть, клевки происходят по похожим на образец кнопкам — то в целом, это неверно. Например, если поменять образец, то частота правильных выборов может упасть до случайной. Контроль поведения выходит за рамки наивного описания — объяснение требует однозначного уточнения через эмпирическое исследование.

Реализм и прагматизм

Для некоторых бихевиористов описание — это объяснение (Катания, 1998), но это не столь однозначный вопрос. В «Поведении организмов» (1938, стр. 44) Скиннер пишет: «В контексте научного метода эту систему <...> можно охарактеризовать как позитивистскую, состоящую из описания, а не объяснения». Но в «Вербальном поведении» (1957, стр. 10) его ответ меняется: «Первоочередная задача — дать простое описание. Какая топография у этого подвида человеческого поведения? За описанием следует объяснение: какие условия релевантны появлению этого поведения, или функцией каких независимых переменных оно является?».

В «Современном бихеворизме» Баум называет этот взгляд прагматическим, разделяя прагматизм и наивный реализм и выводя вопрос в сферу онтологии. Реализм отделяет объективный мир от его чувственного переживания и предполагает приватные события под кожей — субъективные восприятия. Реальный мир непостижим, поскольку с ним нет прямого контакта. Реализм эксплуатирует корреспондентный критерий истины, согласно которому главная цель науки — поиск объективный истины, как можно более приближенной к реальному миру. Реализм подразумевает, что есть объяснение, а есть простое описание. Объяснение подразумевают механистическую или физикалистскую концептуализацию.

Прагматизм Пирса отвечает на вопросы значения в контексте объективной научной коммуникации, его можно связать с поздним операционизмом. Пирс считал себя реалистом, показывая что не все варианты прагматизма конфликтуют с реализмом. Джеймс придерживался более явного прагматизма в контексте этических и моральных решений: «Что работает лучше всего для меня?» — это ключ к истине.

Пирс описывал субъективный прагматизм Джеймса как: «...разложение и деградацию прагматизма, поскольку тот не пытается заверить объективные стандарты, а деконструировать их, растворить стандарты как таковые в пестрые причуды своеобразных взглядов и индивидуальных склонностей» (Рэшер, 1995, стр. 712). В своей книге о прагматизме Патнэм (1995, стр. 20-21) называется Джеймса прямым реалистом. Он сравнивает глубокий скептицизм Деррида с общей антискептической позицией прагматизма Пирса и Джеймса.

Прагматизм характеризует антискептицизм: прагматики считают, что сомнение требует таких же доказательств, что и убеждение; и фаллибилизм: нет никаких метафизических гарантий и даже самые стойкие убеждения требуют пересмотра. Пирс, Джеймс и Дьюи пытались показать, что доступ к общей реальности не требует непоколебимости <…> Раз восприятие иногда ошибочно, это еще не значит, что правильное восприятие — восприятие поверхностных образов. Для доступа к общей реальности необходимо формировать общие концепты — преконцептуальность тут ни к чему.

Джеймс считал, как отмечает Баум, что все научные теории приблизительные. Прогресс науки — это просто разработка более практичных теорий. Баум цитирует Куна (1970) с его взглядом на структуру научных революций.

Объяснение как экономное описание

Прагматизм, в отличие от реализма, предполагает описательную, а не объяснительную роль науки. Для некоторых современников Мах был главным философом и историком науки в XIX веке. Уильям Джеймс заметил: «Никто не производил на меня такое сильное впечатление интеллектуального гения», — Хольтон, 1970, стр. 192.

Объяснение по Маху — это экономное описание. Чем больше опыта охватывают наиболее экономные средства, тем лучше научная теория. Но Мах не имеет виду, что описание ограничивается исключительно опытом: «Теория науки Маха расширяет «описания» <…> Законы выходят за пределы опыта. Они функционируют не только как описания, но и как предписания, как описывать <...> Поэтому законы — это сжатые и расширенные описания», (Коэн, 1970, стр. 137). Мах уточняет, что сжатие — это:

«Всеобъемлющее, компактное, последовательное и простое представление фактов. Мы достигаем момента, когда всюду замечаем одни и те же простые элементы, которые сочетаются привычным образом и, следовательно, предстают нам знакомыми. Они нас больше не удивляют, для нас нет ничего нового или странного в этих феноменах, мы чувствуем себя с ними, как дома. Они нас более не путают — они объяснены», — Мах, 1893/1960, стр. 7.

Чтобы понять, как это выглядит на практике, есть наглядный пример с лекции Маха:

«Прямолинейное распространение света помогает осмыслить преломление и дифракцию. Как только мы прояснили ситуацию показателем преломления, то обнаружили, что каждый цвет требует своего показателя. Привыкнув к тому, что добавление света к свету увеличивает его интенсивность, мы внезапно натыкаемся на возникшую по тем же обстоятельствам полную темноту. В конце концов, во всем многообразии оптических явлений мы замечаем пространственную и временную периодичность света, скорость распространения которого зависит от медиума и интервала. Такое исследование с наименьшей затратой мысли и изложением найденных фактов через единственный мыслительный процесс можно назвать экономным», — Мах, 1898/1986, стр. 194-195.

Прямые и косвенные описания

Другой способ описания идей Маха — волновая теория света. Джеймс Клерк Максвелл объяснил свет и все описанные Махом явления как электромагнитные волны в эфире, взаимодействующие с материей. Волновая теория света — это косвенное описание по Маху. Прямые описания, например «красный», входят в более обширную теорию или теоретический концепт электромагнитного излучения. Концепт экономнее набора прямых описаний.

Самая яркая дискуссия разделения Махом описаний на прямые и косвенные — его лекция «О сравнении в физике» (1898/1986). Оно совпадает с разделением Скиннером тактов на абстракции и метафорические расширения в «Вербальном поведении» (1957). Эти аспекты вербального поведения лежат в основе построения теоретических моделей, что Мах называет косвенным или сжатым описанием — его трактовка научного объяснения. Для Маха различие между прямым и косвенным описанием количественное:

«Вместо одного признака сходства в памяти, существует огромная система сходств, узнаваемое лицо. С помощью нее новый факт сразу же превращается в старого знакомого. Идея предлагает больше, чем изначально видно в новом факте. Она расширяет факт и обогащает его чертами, которые находят в таких предположениях. Быстрое расширение знания дает преимущество теории перед простым наблюдением. Но это предпочтение количественное. Качественно, и в основных моментах, теория не отличается от наблюдения ни происхождением, ни последствиями» — Мах, 1898/1986, стр. 241.

Это отрывок подчеркивает преемственность описания и объяснения, из которого выводится фундаментальная тождественность обоих.

Теория

Баум пишет о «скрытой реальности за пределами опыта» — объяснение в широком смысле требует реалистической онтологии, включающей сущности и процессы за пределами опыта, скрытые под кожей или «реальный мир». Приверженность Маха к сенсационализму связана с его оппозицией атомным или молекулярным теориям. В последние годы жизни, когда начали обсуждать атомы, он говорил «Вы их видели?». Подробнее об этом пишет Лаудан в «Наука и гипотезы» (1981), МакКиннон в «Научное объяснение и атомная физика» (1982) и Бернштейн в «Введение в научно-популярные лекции» Маха (1986).

Лаудан утверждает, что в отказе Маха от атомизма нет ничего общего с сенсационалистской позицией и научными доказательствами. Его взгляды основаны на методологии, которая видит пользу в научных теориях. Мах не утверждал, что только чувственное является частью научного объяснения. Каждая теория включает в себя сущности или понятия, которые не подлежат чувственному исследованию. Например, момент инерции, потенциальная энергия, заряд, магнитное поле, энтропия и прочее. По словам Лаудана:

Мах не выступает ни против теорий, ни против большинства научных исследований, несмотря на то, что практически все они выходят далеко за рамки сенсационалистского взгляда на знание, — 1981, с. 204.

Позитивизм XIX века активно поддерживал построение теории как способ описания и предсказания явления, а также формирования последовательных подходов к экспериментальному анализу. Мах писал: «Без предвзятого мнения эксперимент невозможен... Иначе как экспериментировать, если изначально нет подозрений относительно того, что мы делаем?». Позже Эйнштейн скажет: «Именно теория решает, что можно наблюдать» (Эйзенберг, 1971, стр. 63). Этот взгляд растворяет миф, согласно которому Мах действовал индуктивно и позволял теории всплывать, подобно Афродите, из моря данных.

С точки зрения экономности для Маха теоретические сущности не лишние и их можно проверить. Однако он осознавал, что в ходе объяснения эти сущности появляются как гипотезы в эвристических целях. «Продукты мысли», как он выражался, служат лесами для возведения успешной теории. Как только здание возвели — то есть, оно знакомо — строительные леса больше не нужны.

Например, эволюционная или электромагнитная теория. Фарадей использовал понятие «силовых линий» в своем теоретическом и экспериментальном анализе электромагнитного поля. Максвелл, который привел все известные электромагнитные явления в математический порядок, отчасти сделал это посредством подробной флюидной механической модели эфира. Как только уравнения Максвелла вывели и обнаружили их огромную силу, силовые линии и эфир потеряли смысл.

Антиатомисты, как Мах, верили в гибель концепции атома. Даже такие влиятельные сторонники атомной теории, как Больцман, приняли теорию Маха о философии науки и верили, что об атомах будут говорить в ее контексте. Первое убедительное доказательство существования атомов представил Эйнштейн в анализе броуновского движения (1956). Поэтому его отказ от философии Маха из-за скептического взгляда на атомную гипотезу был несправедлив. Вклад Эйнштейна никак не противоречит Маху.

Большинство теорий, о которых говорил Мах, — математические. Например, аналитическая механика, электромагнитная теория и классическая термодинамика. Эти теории математически описывают феномены. Нет более сжатых или экономных описаний, чем математические. Однако они больше скрывают, чем показывают. Назвать математическую систему, как уравнение Максвелла, описанием электромагнитных явлений, значит пренебречь ее сложной историей, вкладом Максвелла и электромагнитной природой света как следствием. Мах знал об этом, поэтому так подробно разбирал описания.

Редукция

В своей критике атомной гипотезы Мах возражает редуктивной теории. Согласно одной интерпретации, теория сводит наблюдения на одном уровне анализа к базовым элементам или процессам на более низких уровнях. Это совпадает со скиннеровской критикой теорий, как «любого объяснения наблюдаемого факта, которое отсылает к событиям на другом уровне наблюдения, описанным в других терминах и, если вообще измеренными, то в других величинах».

Нагель (1979) выделил две формы редукционизма — гомогенный и гетерогенный. Два примера гомогенной редукции — механика Ньютона и классическая термодинамика. Космос Кеплера и кинематика Галилея выводятся из законов Ньютона. Существует общая терминология: скорость, масса, ускорение, сила. Это общий набор переменных, которые входят в функциональные отношения. В классической термодинамике функциональные отношения между температурой, давлением, объемом, энтропией и энтальпией, создают теорию без гипотез о лежащих в ее основе процессах. Это одна из самых продуктивных теорий в физике.

Такая редуктивная теория характерна для анализа поведения. Например, мелиорация, оптимальность, поведенческая инерция и различные концептуализации научения, например, подкрепление. Анализ режимов подкрепления Ферстера и Скиннера (1957) полагается на уточнение контекста и теории с функцией обратной связи, линейными системами, стимулами — это базовые формулировки, по которым оценивают или из которых выводят характерные аспекты поведения. Преобладает общий набор переменных и терминов, например, подкрепление, частота, распределение времени.

Единицы поведения в молекулярном и молярном подходе могут показаться гетерогенной формой редукционизма, но это не так. Например, объяснение определенного паттерна активности через дифференциальное подкрепление — это чисто поведенческое объяснение. Поведение сводят к поведению — это гомогенная редукция.

[Гетерогенная редукция сводит поведение к феномену другой природы: например, поведение организма сводится к поведению его частей или гипотетическим процессам внутри — прим. ред.]

Поведенческие аналитики, следуя Маху, не приемлют гетерогенную редукцию как опосредующую метафору с редуктивными сущностями, например, ментальными конструкциями. Но поведенческие аналитики относительно снисходительны к биологической редукции как посреднику поведенческих процессов физиологическими механизмами:

Физиологи будущего расскажут о событиях внутри организма. Это будет важный шаг вперед анализа поведения, который неизбежно «историчен» — он ограничен функциональными отношениями, показывающими временные промежутки <…>. Открытия физиологов не могут опровергнуть законы науки о поведении, но только дополнить общую картину человеческого поведения (Скиннер, 1974, стр. 215).

Мах преподавал физику студентам-медикам, интересовался физиологией и писал про взаимосвязь физиологии и физики — на него сильно повлиял Дарвин. Он критиковал витализм и телеологию, и на вводном тексте для медиков писал «...Явления в теле животных те же, что и в неорганической природе», (Блюм, 1970, стр. 7). Его редукционистский взгляд понятен в контексте физических механизмов в физиологии — кровообращением, движением мышц и осмосом. Он настаивал на использовании математических подходов в физиологии и медицине, включая статистику.

Резюме

Мах использовал термин «описание» в контексте принятых им теорий, что необычно и соответствует объяснению в актуальной науке. Позитивизм и прагматизм Маха утонченные и неоднозначные — он не сводил все к чувственным данным, и так же не был антиреалистом или нереалистом. Мах призывал относиться с осторожностью к теоритическим построениям, но признавал их возможную эвристическую ценность. Он признавал как гомогенный и гетерогенный виды редукционизма. Его приверженность «экономии мысли» — это краеугольный камень современной научной практики.

Текст: Вероника Пачина и Тимур Курицын.
Оригинал: Marr, M. J. (2003). The what, the how, and the why: The explanation of Ernst Mach. Behavior and Philosophy, 181-192.