Из всего сказанного можно сделать лишь предварительный вывод: ни наблюдения реальных явлений, ни мысленные эксперименты сами по себе не достаточны для создания системы научных знаний. Наука не может возникнуть из набора отдельных наблюдений. Ведь даже плот получается из бревен лишь при помощи связок. Так что же превращает не науку в науку?
Уточним — речь идет о точных науках. Потому что только в случае точных наук недостаточность опытных знаний является катастрофичной. В других же случаях любые описания и систематизация фактов уже сами по себе представляют научную ценность. Например, ботаника и зоология были настоящими науками еще тогда, когда их содержание ограничивалось описанием и классификацией растений и животных.
Главными задачами ученого всегда считались наблюдение, систематизация и осмысливание наблюдений. Это понимали уже древние философы. Аристотель положил это в основу науки. И преуспел. Преуспел в ботанике и зоологии, в грамматике и логике. Но не в физике. Здесь он оставил в наследство потомкам преимущественно заблуждения. Ибо, умея наблюдать и описывать наблюдаемое, он не научился отделять в увиденном главное от второстепенного, общее от частного. Так возникла его механика, основанная на уверенности в том, что скорость пропорциональна силе, что тяжелые тела падают быстрее, чем легкие.
И все это было возведено в абсолют, канонизировано церковью. И столетиями тяжким грузом сковывало науку. И трудно было усомниться в очевидных фактах: две лошади действительно везут повозку быстрее, чем одна; камень в своем падении обгоняет лист, упавший с дерева…
Первым, кто нашел в себе мужество не только усомниться, но и проверить — не только проверить, но и отстаивать новую истину, — был Галилей. В отличие от Аристотеля он не только наблюдал явления природы, но и ставил специальные опыты, получив таким образом возможность самому задавать вопросы природе. А обнаружив ответ, он не только фиксировал его в ряду других, но и пытался найти связи между ними — скрытый смысл, объединяющий различные ответы.
Так, наблюдая падение тел, Он обнаружил не замеченное до того Аристотелем влияние сопротивления воздуха: вот причина, заставляющая легкие тела падать медленнее, чем тяжелые. Легким телам труднее пробиться сквозь воздух. И Галилей ставит мысленный опыт: как падают тела, если воздуха нет? И получает ответ: все они падают одинаково. Мы еще убедимся, каким мастером мысленных экспериментов был Галилей. Он с большим искусством проводил и реальные опыты. В данном случае реальный опыт оказался ему недоступен. Он не мог поставить опыт в безвоздушном пространстве. Лишь много позже Ньютон проделал такой опыт. Откачав воздух из длинной трубы, он увидел, что пушинка падает в ней так же быстро, как дробинка. Он, конечно, не сомневался в этом. Но какой ученый откажется от соблазна проверить мысленный эксперимент реальным!
Галилея не остановила невозможность поставить опыт в вакууме. Ему, мастеру многих остроумных опытов, простых и наглядных или весьма утонченных, в подобных случаях было достаточно мысленного эксперимента — осознания сути реального опыта, очищенного от второстепенных деталей.
Мысленный эксперимент не есть вымысел. Он возникает в результате глубокого, всестороннего осмысливания совокупности многих наблюдений. Такой эксперимент представляет одну из форм абстрактного мышления. Это высшая способность человеческого разума, приведшая к выработке всех необходимых людям понятий.
Галилей стал преобразователем «не науки» в «науку» не только потому, что он первым начал, в отличие от Аристотеля, систематически ставить опыты и применять метод абстракции при их осмысливании. Он впервые понял неразрывную связь между теорией и Опытом, опытом с большой буквы, совокупностью опытов. Теория должна соответствовать всей совокупности опытов, предсказывать новые факты, проверяться и поддерживаться практической деятельностью человека. В этом основа возрожденной науки.
Каков же результат этого урока истории? Ученые поняли: если учение Аристотеля или другое, казавшееся не менее очевидным, не согласуется с конкретным опытом, нельзя придумывать гипотезы для совмещения несовместимого. Следует смело пересматривать основы, устраняя все, что приводит к расхождению теории и эксперимента. Иначе возникают бессмысленные логические противоречия, как в случае с Ахиллесом, черепахой и стрелой.
Надо помнить: опыт — высший судья, а теория — его законы. Только имея непротиворечивую теорию, можно правильно понимать опыты. Иначе их, как слова дельфийского оракула, каждый может толковать по-своему.