Последующие объяснения движения планет сыграли важную роль в истории науки. Гелиоцентрическая теория Коперника расположила планеты и Землю на круговых орбитах вокруг Солнца. Кеплер обнаружил, что орбиты — скорее эллипсы, чем круги. Ньютон объяснил эллипсы через свой закон обратных квадратов сил тяготения, и впоследствии его теория помогла предсказать то, что взаимное гравитационное притяжение планет вызывает небольшие отклонения от эллиптических орбит. Наблюдение этих отклонений привело в 1846 году к открытию новой планеты, Нептун, — одному из многих открытий, наглядно подтвердивших теорию Ньютона. Однако несколько десятилетий спустя общая теория относительности Эйнштейна предоставила нам принципиально новое объяснение тяготения на основе искривленного пространства и времени и, таким образом, вновь предсказала немного другое движение планет. Например, эта теория предсказала, что каждый год планета Меркурий будет отклоняться на одну десятитысячную градуса от положения, которое она должна занимать в соответствии с теорией Ньютона. Эта теория также показала, что свет звезд, проходящий близко с Солнцем, из-за тяготения будет отклонятся на величину, в два раза превышающую значение, предсказанное теорией Ньютона. Наблюдение этого отклонения Артуром Эддингтоном в 1919 году часто называют событием, из-за которого мировоззрение Ньютона утратило свою рациональную состоятельность. (Ирония состоит в том, что современные оценки точности эксперимента Эддингтона говорят о том, что такие выводы могли быть преждевременными). Эксперимент, который с тех пор повторяли с большой точностью, заключался в измерении положения пятен (изображений звезд, близких к нимбу Солнца во время солнечного затмения) на фотоснимке.
По мере того, как предсказания астрономов становились более точными, уменьшалась разница между тем, что предсказывали следующие друг за другом теории относительно объектов в ночном небе. Чтобы обнаружить разницу, приходилось строить еще более мощные телескопы и измерительные приборы. Однако объяснения, на которых были основаны эти предсказания, не совпадали. Напротив, как я только что доказал, революционные перемены следовали одна за другой. Таким образом, наблюдения даже меньших физических эффектов вызывали даже большие изменения в нашем мировоззрении. Следовательно, может показаться, что мы делаем грандиозные выводы, исходя из недостаточного количества доказательств. Что оправдывает такие выводы? Можно ли быть уверенным, что только из-за того, что звезда на фотошаблоне Эддингтона оказалась смещенной на доли миллиметра, пространство и время должны быть искривленными; или из-за того, что фотодетектор в определенном положении не регистрирует «удар» слабого света, должны существовать параллельные вселенные?
В самом деле, то, о чем я только что говорил, преуменьшает как слабость, так и косвенность всех результатов наблюдений. Дело в том, что мы не воспринимаем звезды, пятна на фотоснимках или любые другие внешние объекты и события непосредственно. Мы видим что-либо только тогда, когда изображение этого появляются на сетчатке наших глаз, но даже эти изображения мы не воспринимаем, пока они не вызовут электрические импульсы в наших нервных окончаниях и пока наш мозг не получит и не поймет эти импульсы. Таким образом, вещественное доказательство, из-за которого мы склоняемся к тому, чтобы принять одну теорию мировоззрения, а не другую, измеряется даже не в миллиметрах: оно измеряется в тысячных долях миллиметра (расстояние между нервными волокнами глазного нерва) и в сотых долях вольта (изменение электрического потенциала наших нервов, из-за которого мы чувствуем разницу в восприятии двух разных вещей). Однако мы не придаем равного значения всем нашим сенсорным ощущениям. При научных экспериментах мы заходим достаточно далеко, чтобы приблизиться к восприятию тех аспектов внешней реальности, которые, как нам кажется, могут нам помочь при выборе одной из конкурирующих теорий. Перед наблюдением мы решаем, где и когда нам следует наблюдать и что искать. Часто мы используем комплексные, специально спроектированные приборы, как-то: телескопы и фотоумножители. Но как бы ни сложны были эти приборы и как бы ни значительны были внешние причины, которым мы приписываем показания этих приборов, мы воспринимаем эти показания только через свои органы чувств. Мы не можем избежать этого, что мы — люди — маленькие создания с несколькими несовершенными каналами, через которые мы получаем информацию о том, что нас окружает. Мы интерпретируем эту информацию как свидетельство существования большой и сложной внешней вселенной (или мультиверса). Но когда мы пытаемся уравновесить это свидетельство, мы буквально не находим ничего, кроме слабого электрического тока, проникающего в наш мозг.
Что оправдывает те выводы, которые мы делаем из этих картин? Дело определенно не в логическом выведении. Ни из этих и ни из каких-нибудь других наблюдений нельзя доказать даже то, что внешняя вселенная или мультиверс вообще существует; что уж говорить о каком-то отношении к ней электрических токов, получаемых нашим мозгом. Все что мы воспринимаем, может быть иллюзией или сном. Как-никак иллюзии и сны — обычное дело. Солипсизм, теорию о том, что существует один только разум, а то, что кажется внешней реальностью, — не более чем сон этого разума, невозможно логически опровергнуть. Реальность может состоять из одного человека (возможно этим человеком будете вы), которому снится жизненный опыт. Или она может состоять из вас и меня. Или из планеты Земля и ее жителей. И если бы нам снились свидетельства — любые свидетельства — существования других людей, или других планет, или других вселенных, они ничего не доказали бы относительно того, сколько всего этого существует на самом деле.
Поскольку солипсизм и многие схожие теории логически совместимы с вашим восприятием любых возможных результатов наблюдений из них логически невозможно вывести ничего, что касалось бы реальности. Как же тогда я мог сказать, что наблюдаемое поведение теней «исключает» теорию о том, что существует только одна вселенная или что наблюдения солнечного затмения делают мировоззрение Ньютона «рационально несостоятельным»? Как это возможно? Если «исключение» не означает «опровержение», что оно означает? Почему нужно заставлять себя менять свое мировоззрение или вообще любое мнение из-за чего-то, что было «исключено» таким образом? Создается впечатление, что такая критика подвергает сомнению всю науку, любое рассуждение о внешней реальности, которое обращается к результатам наблюдений. Если научное рассуждение не равносильно последовательности логических выводов из того, что мы видим, чему оно равносильно? Почему мы должны принять его выводы?
Это называется «задачей индукции». Метод берет свое название от теории, которая на протяжении большей части истории науки являлась общепринятой теорией того, как работает наука. Теория заключалась в существовании математически недоказанной, меньшей, но, тем не менее достойной внимания формы доказательства, называемой индукцией. С одной стороны, индукции противостояли предположительно совершенные доказательства, предоставленные дедукцией, а с другой стороны, предположительно более слабые философские или интуитивные формы рассуждения, не имевшие даже результатов наблюдений, которые поддержали бы их. В индуктивной теории научного знания наблюдения играют двоякую роль: сначала — при открытии научных теорий, затем — при их доказательстве. Предполагается, что теорию открывают, «экстраполируя» или «обобщая» результаты наблюдений. Тогда, если множество наблюдений соответствует теории и ни одно из них не отклоняется от нее, теорию считают доказанной — более верной, вероятной или надежной. Схема индукции показана на рисунке 3.1.