(в1) Проут: исследовательская программа, прогрессирующая в океане аномалий
В анонимной статье 1815 г. Проут выдвинул утверждение о том, что атомные веса всех чистых химических элементов являются целыми числами. Он очень хорошо знал об огромном количестве аномалий, но говорил, что эти аномалии возникают потому, что обыкновенно употребляемые химические вещества не были достаточно чистыми. Другими словами, соответствующая "экспериментальная техника" того времени была ненадежной; в принятой нами терминологии можно было бы сказать, что современные Проуту "наблюдательные" теории, на основании которых устанавливались значения истинности базисных предложений его теории, были ложными. [139]Сторонники теории Проута поэтому были вынуждены заняться весьма нелегким делом: показать несостоятельность теорий, выступающих основаниями для контрпримеров. Для этого требовалось ни много, ни мало революционизировать признанную в то время аналитическую химию, чтобы на новой основе изменить экспериментальную технику, с помощью которой выделялись чистые химические элементы. [140]
Теория Проута, по сути дела, опровергала одну за другой теории, ранее применявшиеся в очистке химических веществ. Но при этом некоторые химики, не выдерживая напряжения, отказывались от новой исследовательской программы, первые успехи которой еще никак нельзя было назвать окончательной победой. Например, Стае, доведенный до отчаяния некоторыми упрямыми, не поддающимися объяснению фактами, в 1860г. пришел к выводу, что теория Проута лишена "каких-либо оснований". [141] В то же время другие химики находились под большим впечатлением от успехов теории и не слишком горевали от того, что успех не был полным.
Например, Мариньяк немедленно парировал выводы Стаса: "Хотя эксперименты. г. Стаса отличаются вполне удовлетворительной точностью, все же нет доказательств против того, что различия, имеющие место между его результатами и следствиями из закона Проута, могут быть объяснены несовершенством экспериментальных методов". [142] Как заметил Крукс в 1886 г., "немало химиков с безупречной репутацией верили в то, что здесь [в теории Проута] истина заслонена некоторыми остаточными или побочными явлениями, которые пока еще не удалось элиминировать". [143] Это значило, что в "наблюдательных" теориях, на которых основывалась "экспериментальная техника" химической очистки и с помощью которых вычислялись атомные веса, должны были иметься какие-то неявные дополнительные ложные допущения. По мнению Крукса, даже в 1886 г. "некоторые атомные веса выражались просто средними значениями". [144] Сам Крукс подошел к этой идее, придав ей научную форму (обеспечивающую увеличение содержания): он предложил новые конкретные теории "фракционирования", нового "разделяющего Демона". [145] Но, увы, эти новые "наблюдательные" теории были столь же ложными, сколь смелыми, и не оказавшись в состоянии предсказывать какие-либо новые факты, они были элиминированы из (рационально реконструированной) истории науки.
Следующим поколениям химиков удалось обнаружить весьма существенное скрытое допущение, вводившее в заблуждение исследователей; оно состояло в том, что два химически чистых элемента могут быть разделены только химическими методами. Идея о том, что два различных химически чистых элемента могут вести себя одинаково во всех химических реакциях, но могут быть разделены физическими методами, требовала изменения, "растяжки", понятия "чистый элемент", что влекло за собой и понятийную "растяжку", расширение самой исследовательской программы. [146] Этот революционный, в высшей степени творческий сдвиг был сделан только школой Резерфорда; [147] лишь "после многих превратностей и самых убедительных опровержений эта гипотеза, столь блестяще выдвинутая Проутом, эдинбургским физиком в 1815 г., спустя сто лет стала краеугольным камнем современных теорий строения атомов". [148] Однако этот творческий прорыв фактически был только побочным результатом прогресса в иной, достаточно далекой, исследовательской программе; сами же сторонники Проута, не имея этого внешнего стимула, даже не пытались, напримр, построить мощные центрифуги - механизмы для разделения элементов.
139
Увы, все это скорее рациональная реконструкция, чем действительная ястория. Проут отвергал существование каких бы то ни было аномалий. Например, он утверждал, что атомный вес хлора в точности равен 36.
140
Проут отдавал себе отчет в некоторых основных методологических особенностях его программы. Вот несколько строк из его работы 1815 г.: "Автор представляет свой труд публике с величайшей робостью. Но он верит, что значение этого труда будет оценено должны образом, а также, что найдутся те, кто попытается исследовать поднятую в нем проблему, прежде чем отвергнуть выводы автора или согласиться с ними. Даже если будет доказана их ошибочность, это исследование могло бы обнаружить еще неизвестные факты либо лучше установить уже знакомые; но если выводы автора найдут подтверждение, новый и заманчивый свет пролился бы на всю химическую науку" [171].
141
Дж. К Максвелл принял сторону Стаса, он полагал невозможным допущение двух видов водорода, "поскольку, если бы некоторые молекулы были немного массивнее чем другие, мы имели бы возможность разделять молекулы с различными массами, ибо тогда одни молекулы были бы несколько плотнее других. А так как этого сделать нельзя, надо признать, что все они подобны друг другу" [117].
147
Этот сдвиг был предвосхищен в замечательной работе Крукса [34], где он заметил, что решение следует искать в новом различении "физического" и "химического". Но это предвосхищение осталось умозрительным; только Резерфорду и Содди удалось превратить его в научную теорию.