§ 1. Что такое индуктивное рассуждение?
Нередко утверждается, что, в отличие от античной науки, которая была «индуктивной», современная наука является «дедуктивной». Согласно этой точке зрения, дедуктивный и индуктивный способы рассуждения являются противоположными. Считается, что дедуктивная логика исследует условия, при которых единичные (instantial) или частные суждения являются выводимыми из общих посылок. С другой стороны, считается, что индуктивная логика имеет дело с умозаключениями, позволяющими нам получать общие заключения из конкретных, или частных, суждений.
Как мы уже видели, определенная часть такого описания является ложной. Сущность дедуктивного вывода сводится не к получению частных заключений из общих посылок, а выведению тех заключений, которые с необходимостью следуют из посылок. При дедуктивном рассуждении ни одно заключение не может быть единичным, если хотя бы одна из посылок не является единичной. Теория газовых двигателей, т. е. набор общих суждений, не даст нам никакой информации о нашем автомобиле, если единичное суждение о том, что данный автомобиль обладает двигателем, не будет добавлено к посылкам.
Но как обстоят дела с индукцией? Существует ли отличительный вид умозаключения, в котором осуществляется переход от единичных к общим суждениям? Прежде чем определенно ответить на данный вопрос, следует провести некоторые различия.
1. Один из смыслов, в которых Аристотель использовал термин «индукция», заключался в обозначении мыслительного процесса, при котором в некоторой действительной ситуации или событии выделялось или идентифицировалось некоторое общее свойство или отношение. Наш первичный опыт является неясным, и наше внимание обращается к определенным общим качествам, в которых не замечаются какие-либо различия. Для младенца мир, вероятно, представляется «шумной и пестрой неразберихой», точно так же как и для неискушенного взгляда все деревья в лесу являются всего лишь деревьями, а для неискушенного слуха симфония – это всего лишь звук. Мы обращаем внимание на определенные абстрактные, или общие, свойства, такие как деревья или звук, и, рассматривая их как качественное целое, на которое мы реагируем, мы не усматриваем в них какой-либо структуры или порядка. Тем не менее, рассмотрев несколько примеров таких качественных цельностей, мы начинаем усматривать в них формальные закономерности. Представим себе Бойля, исследующего поведение некоторого газа при одной и той же температуре. Он может записать численные измерения объема газа при различных температурах в двух колонках следующим образом:
Рассмотрение и анализ этих чисел может позволить ему усмотреть в этих отдельных примерах проявление закона, согласно которому произведение давления и объема является неизменным.
Аристотель описывает данный процесс обнаружения общего правила в случае конкретного примера в своем известном фрагменте:
«Но хотя такая способность, очевидно, присуща всем животным, ибо они обладают прирожденной способностью различать, которая называется чувственным восприятием. Но хотя чувственное восприятие врожденно, однако у одних животных что-то остается от воспринятого чувствами, а у других не остается. Одни животные, у которых [ничего] не остается [от воспринятого чувствами], вне чувственного восприятия или вообще не имеют знания, или не имеют [знания] того, от чего не остается [никаких запечатлений]. Другие же, когда они воспринимают чувствами, что-то удерживают в душе. Если же таких [запечатлений] много, то возникает уже некоторое различие, так что из того, что остается от воспринятого, у одних возникает некоторое понимание, а у других нет.
Таким образом, из чувственного восприятия возникает, как мы говорим, способность помнить. А из часто повторяющегося воспоминания об одном и том же возникает опыт, ибо большое число воспоминаний составляет вместе некоторый опыт. Из опыта же, т. е. из всего общего, сохраняющегося в душе, из единого, отличного от множества, того единого, что содержится как тождественное во всем этом множестве, берут свое начало искусство и наука: искусство – если дело касается создания чего-то, наука – если дело касается сущего. Таким образом, эти [приобретенные] способности не содержатся [в душе] в обособленном виде и не возникают из других способностей, в большей мере познавательных, а берут свое начало от чувственного восприятия, подобно тому как бывает в сражении, после того как строй обращен в бегство: когда один останавливается, останавливается другой, а затем и третий, пока строй не придет в первоначальный порядок… Итак, ясно, что первые [начала] нам необходимо познать через наведение [90] , ибо таким именно образом восприятие порождает общее» [91] .
Данный процесс представляет важный этап в обретении нами знания. У. Джонсон назвал индукцию, понимаемую таким образом, «интуитивной индукцией». Тем не менее, данный процесс нельзя назвать «умозаключением» даже при самом широком понимании этого термина. Данное рассуждение не относится к тому типу аргументов, которые можно разложить на посылки и заключение. Оно представляет ощущение наличия некоторых отношений и не может быть рассмотрено с точки зрения правил обоснованного умозаключения. Оно скорее представляет продвижение сознания на ощупь по направлению к знанию посредством выдвижения осторожных догадок. Интуитивная индукция, таким образом, не является противоположной дедукции, поскольку она вообще не является типом умозаключения, а обнаружение импликаций для определенного набора посылок, в свою очередь, также требует очень похожего процесса угадывания и продвижения на ощупь. Не может существовать логики или метода интуитивной индукции.
2. Аристотель и его последователи использовали термин «индукция» и в других смыслах. Допустим, мы хотим установить суждение «все президенты Соединенных Штатов были протестантами». В качестве оснований мы можем привести суждения «Вашингтон, Адамс, Джефферсон и т. д. были протестантами» и «Вашингтон, Адамс, Джефферсон и т. д. были президентами Соединенных Штатов». Данные основания не являются окончательными до тех пор, пока мы не будем знать, что суждение, конверсное относительно второго суждения, также является истинным, т. е. до тех пор, пока мы не будем знать, что истинным является суждение «все президенты Соединенных Штатов – это Вашингтон, Адамс, Джефферсон и т. д.». В таком случае данный аргумент можно будет представить следующим образом: «Вашингтон и т. д. были протестантами; все президенты Соединенных Штатов – это Вашингтон и т. д.; следовательно, все президенты Соединенных Штатов были протестантами».
Индукция в этом смысле означает установление общего суждения посредством исчерпывающего перечисления всех примеров, подпадающих под это общее суждение. Такая индукция называется «совершенной», или «полной». Совершенная индукция не противоположна дедукции. Как мы только что видели, совершенная индукция является примером дедуктивного аргумента. Заключение было установлено в результате строго силлогистического рассуждения.
Очевидно, что совершенная индукция возможна, только когда все примеры общего суждения уже известны и согласуются с этим суждением. Однако если бы общие суждения использовались, только если бы были заключениями в полной индукции, то они были бы полностью бесполезными для осуществления каких-либо выводов относительно неисследованных примеров. Они могли бы использоваться только в качестве мнемонических средств для напоминания нам о группе исследованных примеров, суммируемой нами. Более того, оправданное применение таких общих суждений всегда бы основывалось на круговом аргументе. Так, допустим, мы пришли к заключению: «Вудро Вильсон был протестантом» на основании суждений «все президенты Соединенных Штатов были протестантами» и «Вудро Вильсон был президентом Соединенных Штатов». Данный аргумент является правильным. Однако если мы рассмотрим основания для посылки «все президенты Соединенных Штатов были протестантами» и если это суждение установлено посредством полной индукции, то мы установим, что суждение «Вудро Вильсон был протестантом» является одной из посылок для рассматриваемого суждения. Следовательно, для установления истинности некоторого суждения в посылки помещается само это суждение.
3. Мы редко склонны выводить общее суждение с помощью полной индукции, поскольку количество примеров, подпадающих под общие суждения, обычно либо слишком велико, либо недостижимо в пространстве и времени. Существуют классы с неопределенным количеством возможных членов. Действительной проблемой для науки является открытие основания для обобщения в тех случаях, когда рассмотренные примеры представляют не все возможные примеры. Эта проблема стояла также и перед Аристотелем и всеми последующими логиками. Существует ли какая-либо противоположность между индукцией и дедукцией, если индукцию понимать именно таким образом?
Предположим, что мы подозреваем наличие связи между цветом волос у людей и их характером вследствие неудачного общения с профессором с рыжими волосами. Мы обнаруживаем, что рыжеволосые А, В, С, D имеют скверный характер. Мы заключаем, что все рыжеволосые индивиды обладают скверным характером. Похоже, что здесь имеет место индуктивное умозаключение, устанавливающее общее суждение на основе рассмотрения лишь нескольких примеров. Однако правильно ли доказано данное заключение? Разумеется, неправильно, если мы не знаем об истинности дополнительного суждения «все, что истинно относительно А, В, С, D, также истинно и относительно всех рыжеволосых людей». Однако в таком случае мы можем сформулировать данный аргумент в дедуктивной форме. Данное рассуждение на самом деле будет силлогистическим:
1. Все, что истинно относительно А, В, С, D, так же истинно и относительно всех рыжеволосых людей.
2. А, В, С, D присущ скверный характер.
3. Следовательно, скверный характер присущ всем рыжеволосым людям.
Таким образом, когда мы формулируем все посылки такого индуктивного аргумента, то обнаруживаем не только отсутствие противоположности между индукцией и дедукцией, но также и то, что указанный аргумент является примером необходимого вывода. Следовательно, ни один из смыслов, в которых может пониматься термин «индукция», не подразумевает противоположности дедуктивному рассуждению.
На данном этапе читатель может возразить, указав на то, что приведенный выше анализ не учитывает сущности индукции, которая связана с установлением материальной истинности общих суждений. Помогает ли нам на самом деле введение большей посылки, в нашем случае суждения 1, истинность которого нам неизвестна, установить истинность нашего заключения?
Данное возражение основано на здравой позиции. Ведь большинство людей считает, что индукция на самом деле является процессом обобщения, т. е. переходом от утверждения истинности некоторых наблюдаемых примеров к утверждению истинности всех возможных примеров, относящихся к определенному классу. Однако нам придется вновь напомнить, что в случае подобного обобщения задача логики будет заключаться лишь в исследовании весомости оснований для этого обобщения. Нас здесь интересует не сама по себе потребность людей в обобщении, существование которой не вызывает никаких сомнений, а вопрос о том, какое основание является окончательным, т. е. позволит доказать истинность общего суждения. Разумеется, многие наши обобщения ложны. Тот факт, что некоторые рыжеволосые обладают скверным характером, разумеется, не является достаточным основанием для выведения суждения о том, что таковым является характер всех рыжеволосых людей.
Силлогистическая форма обращает наше внимание на действительное условие, отличающее обоснованные обобщения от необоснованных. Этим условием является однородность класса, члены которого подверглись рассмотрению. В реальной ситуации анализа человеческого знания подобная однородность может быть установлена лишь с большей или меньшей вероятностью. Потребность людей в обобщении столь велика, что мы не всегда относимся снисходительно к тем, кто пытается нам указать на логическую неадекватность тех оснований, которые мы в обыденной установке используем для наших обобщений. Если мы не готовы рисковать и делать предположения относительно того, что находится за пределами уже известного нам, то мы никогда не сможем ничему научиться из опыта. Данная позиция является вполне здравой. Тем не менее, человечество порой страдает от поспешных обобщений, нередко возникающих в силу тех или иных предрассудков. Как бы то ни было, порядок проведения научного исследования требует, чтобы все обобщения, и даже те, которые не могут обрести окончательного доказательства, обладали наибольшей степенью вероятности.
Но как мы можем обеспечить наибольшую степень вероятности? Для этого нам потребуется знание определенной области, в которой осуществляется обобщение. Логика здесь может обеспечить нас только отрицательным правилом. Нам следует элиминировать ошибку отбора, т. е. ошибочное предположение о том, что присущее рассмотренным примерам (скажем, рыжеволосым людям) с необходимостью присуще всем возможным членам данного класса. Рассмотренные нами рыжеволосые люди могут обладать специфическими особенностями, например, быть уставшими, переработавшими, бедными и т. д., т. е. особенностями, которые они не будут разделять с другими членами класса рыжеволосых людей; их раздражительность может быть следствием именно этих специфических особенностей. У нас еще будет возможность подробнее рассмотреть правила, помогающие избежать ошибки отбора. На данном же этапе достаточно указать, что наша постановка индуктивного аргумента в силлогистическую форму позволяет привлечь внимание к реальным условиям, позволяющим получать обоснованные обобщения.
Следовательно, независимо от того, знаем мы об истинности суждений типа суждения 1 или нет, заключение в указанном типе аргумента логически зависит от этих суждений.
Индуктивные умозаключения являются доказательствами в той степени, в которой они согласуются с правилами обоснованного вывода. Нам также следует отметить, что мы зачастую даже не знаем, какие именно посылки послужат окончательным основанием для того или иного заключения. Это, однако, не изменяет того обстоятельства, что заключение логически зависит от этих неизвестных нам посылок. В этом отношении не существует различия между историей математики, считающейся исключительно дедуктивной наукой, и естественными науками, которые считаются индуктивными. Например, ошибочно считать, что такая наука, как геометрия, развивалась с течением времени, начиная от исходных аксиом, посредством доказывания теорем. Нам известно как раз обратное: многие из теорем планиметрии были известны уже Фалесу, жившему в VI веке до н. э. Великий вклад Евклида заключался не в открытии еще новых теорем, а в систематизации данной дисциплины посредством отыскания суждений (аксиом), на которых основывается геометрия. Сходным образом систематическое основание для открытий Галилея относительно падающих тел было разработано после того, как он получил свои результаты. Естественный порядок и порядок логической зависимости не совпадают с порядком, в котором мы осуществляем наши открытия.
Вернемся к возражениям читателя. При проведении индуктивного умозаключения обычно известны не все посылки, требующиеся для того, чтобы умозаключение было логическим. Нам неизвестно, проявляют ли рассмотренные примеры, на основе которых верифицируется общее суждение, свойства, присущие всему интересующему нас классу. Специфическая проблема индукции заключается в установлении того, в какой степени рассмотренные примеры являются репрезентативными. Следовательно, несмотря на то что индукция и дедукция не являются противоположными друг другу формами умозаключения, в дедукции, тем не менее, не рассматривается вопрос об истинности или ложности посылок, тогда как характерной особенностью индукции является рассмотрение именно этого вопроса. Поэтому индукция может рассматриваться как метод, с помощью которого устанавливается материальная истинность посылок. Подлинное различие лежит не между дедуктивным и индуктивным выводами, а между необходимыми и вероятностными умозаключениями, поскольку основания для общих суждений, описывающих факты, всегда являются лишь вероятностными.
§ 2. Роль подходящих образцов в индукции
Науки, находясь на раннем этапе своего развития, должны с необходимостью стремиться к установлению обобщений, изолированных друг от друга. Биология и социальные науки до сих пор находятся на стадии, когда их обобщения не оказывают друг другу взаимной поддержки, являясь частями единой согласованной логической системы. Поэтому мы сначала исследуем вопрос о том, как могут устанавливаться такие относительно изолированные обобщения, как «все рыжеволосые люди имеют скверный характер», «все аисты – белые» и «всякое слабоумие передается по наследству».
Не вызывает сомнения, что должны быть представлены примеры, верифицирующие подобные обобщения. Однако само по себе повторение верифицирующих примеров не может служить адекватным основанием для истинности общих суждений. В общих суждениях нечто утверждается обо всех возможных примерах, среди которых верифицирующие примеры представляют лишь малую часть. Каким образом тогда можно увеличить вероятность таких общих суждений?
Мы должны рассмотреть роль повторения примеров в установлении вероятности общих суждений. Хорошо известна цитата из Милля, где он указывает на то, что иногда даже очень большого количества верифицирующих примеров оказывается недостаточно для четкого установления некоторого обобщения (например, того, что все вороны являются черными), тогда как в иных случаях даже нескольких примеров достаточно, чтобы мы согласились с обобщением (например, установления того, что определенный вид грибов является ядовитым). «Почему в одних случаях отдельный пример является достаточным для полной индукции, а в других – бессчетного числа совпадающих примеров без наличия или даже предположения какого-либо исключения недостаточно для установления общего суждения? Тот, кто знает ответ на этот вопрос, разбирается в философии логики лучше, чем мудрейший из античных мыслителей, и является человеком, разрешившим проблему индукции» [92] .
Отыскание ответа на этот вопрос не является столь сложной задачей, как это представляется Миллю, хотя вполне возможно, что этот ответ не сделает читателя мудрее в понимании логики, чем мудрейший из античных мыслителей. Прежде чем приступить к исследованию данного вопроса, хотелось бы также процитировать интересное наблюдение, проведенное Юмом, и рассмотреть вопрос, который в свете этого наблюдения он ставит: «Никакие предметы не обладают большим сходством, чем яйца, но никто на основании этого внешнего сходства не ожидает найти у всех яиц одинаковый вкус. Лишь после длинного ряда единообразных опытов определенного рода мы достигаем твердой уверенности и отсутствия сомнений относительно какого-либо единичного факта. Но разве существует такой процесс рассуждения, посредством которого из единичного примера делали бы вывод, столь отличный от того вывода, который делают из сотни примеров, совсем не отличающихся от данного? Я ставлю этот вопрос не только с целью указать связанные с ним затруднения, но и в порядке осведомления. Я сам не могу найти, не могу вообразить такого рассуждения, но, если кто-нибудь согласится просветить меня, я готов принять его поучение» [93] .
Для того чтобы подготовиться к ответу на вопрос Милля, вспомним одно из проведенных нами ранее обсуждений. Мы сказали, что человечество изобрело имена для одних классов объектов, но не для других. Так, у нас есть имя для вещей, являющихся золотыми, но не для вещей, являющихся синими. Почему это так? Потому что «золото» представляет постоянную конъюнкцию различимых свойств, но «синяя вещь» такой конъюнкции не представляет. К примеру, мы можем определять «золото» по его атомному числу и атомному весу; мы обнаруживаем экспериментально, что эти свойства связаны с определенным цветом, точкой плавления, точкой кипения, растворяемостью в определенных кислотах, удельной теплоемкостью, ковкостью и т. д. Подобного нельзя сказать о термине «синяя вещь». Синим является небо, книги в синем переплете, вены, синие костюмы. При этом данные вещи не разделяют какого-либо определенного набора качеств, которые были бы присущи только синим предметам. Следовательно, когда мы обнаруживаем, что некоторый объект подпадает под определение термина «золото», у нас появляется уверенность, что он обладает и некоторыми другими хорошо известными качествами. Но когда мы знаем только то, что объект является синим, мы не можем сказать, какими еще свойствами он обладает.
Всякая попытка верифицировать общее суждение требует от нас способности идентифицировать конкретный случай как истинный пример этого общего суждения. Но мы можем это сделать, только если этот конкретный случай принадлежит классу объектов, обладающих известным нам набором неизменных свойств. Так, для того чтобы рассуждать: все бриллианты воспламеняемы, данный предмет является бриллиантом, следовательно, данный предмет воспламеняем, мы должны идентифицировать данный объект как бриллиант. Мы не можем этого сделать до тех пор, пока мы не будем знать те или иные неизменные свойства бриллиантов. Если мы их знаем, то мы можем сделать вывод о том, что поскольку данный объект обладает, скажем, определенным блеском и твердостью, то он также обладает и другими свойствами, которые обычно сопутствуют указанным и являются характерными для бриллиантов. В подобном процессе идентификации мы рассуждаем по аналогии. Следовательно, общие суждения можно без риска применять к реальным положениям дел только в той степени, в какой мы знакомы с типом объекта, представляемого рассматриваемым нами примером.
Мы можем ответить Миллю следующим образом: хотя мы никогда не можем быть полностью уверенными в том, что рассматриваемый верифицирующий пример является подходящим образцом для всех возможных ситуаций, в некоторых случаях вероятность того, что он является именно таковым, очень велика. К таким случаям относятся те, в которых исследуемая предметная область является однородной в определенных релевантных отношениях. Однако в подобных случаях нет необходимости много раз повторять эксперимент, согласующийся с обобщением, поскольку если верифицирующий пример является репрезентативным для всех возможных примеров, то одного такого примера вполне достаточно. Два примера, не отличающихся друг от друга этим репрезентативным свойством, рассматриваются как один пример.
Однако сказанное представляет лишь частичное решение исходной проблемы. Мы сможем дать Миллю более адекватный ответ, если не будем забывать о том, что большая часть основания для обобщения происходит из аналогии, существующей между примерами данного обобщения и примерами уже установленных других обобщений. Ситуация выглядит совершенно иначе, когда интересующее нас обобщение является элементом согласованной системы суждений с далеко идущими ответвлениями. В таком случае основание для обобщения обусловливается не только верифицирующими примерами, но также и примерами, которые верифицируют далеко идущие и порой отдаленные следствия системы.
Таким образом, когда обнаруживается новое химическое соединение, его плотность устанавливается с помощью одного измерения. Ни один химик не сомневается в том, что показания всех последующих измерений будут примерно такими же, как и показания исходного измерения. Очевидно, что высокая вероятность истинности этого суждения обусловливается не повторением измерений относительно этого соединения. Она основывается на предположении о том, что данный пример соединения является однородным со всеми остальными примерами в том, что касается их физических свойств, а также на предположении о том, что однородные вещества обладают одинаковой плотностью. Однако это последнее суждение является частью согласованной теории материи, как теории, которая подтверждается повторяющейся верификацией ее логических следствий.
Вследствие сказанного удобно различать общие суждения, являющиеся изолированными друг от друга в рамках общего корпуса нашего знания, и общие суждения, которые поддерживают друг друга в силу того, что являются частями логически согласованной системы. Вероятность истинности суждений первого вида практически полностью зависит от повторения примеров и лишь в малой степени от аналогии. Таким образом, наблюдение за несколькими рыжеволосыми людьми, обладающими скверным характером, может спровоцировать обобщение «все рыжеволосые имеют скверный характер». Данная гипотеза может заставить нас проверить характер других рыжеволосых людей. Новые рассмотренные примеры либо подтвердят сделанное обобщение, либо, как это часто случается, заставят нас модифицировать его. По мере того как увеличивается наше знание той или иной предметной области, мы открываем новые способы получения примеров, которые выражали бы все возможные вариации предметной области. Таким образом, повторение примеров является ценным только тогда, когда ничего неизвестно относительно однородности исследуемого предмета.
Если же про рассмотренные примеры известно, что они являются аналогичными в некотором определенном аспекте с другими более известными явлениями, то обобщение, признаваемое в отношении известных примеров, может быть также признано и в отношении новых примеров практически без каких-либо изменений. Так, электричество в движении проявляет аналогии с поведением таких несжимаемых жидкостей, как вода. Это позволяет распространить всю теорию гидродинамики и на феномены, связанные с электричеством. В таких случаях развитие науки становится полностью дедуктивным, и создается впечатление, что для него даже не требуется экспериментального подтверждения теорем. Но такое отсутствие подтверждения является лишь видимым, поскольку именно вследствие проведенных экспериментов были предложены продуктивные аналогии, используемые теорией, а также поскольку последующие эксперименты тоже являются тестами предложенных аналогий.
Таким образом, наша способность осуществлять отбор подходящих образцов существенно увеличится, если мы сможем показать, что рассматриваемое обобщение связано с другими обобщениями. В таком случае примеры, подтверждающие общее суждение, накапливаются гораздо быстрее, поскольку обусловливаемые ими обобщения начинают поддерживать друг друга. Поэтому дедуктивная разработка гипотезы является такой существенной составляющей метода науки. Остановимся на данном утверждении подробнее.
Механика больше не является экспериментальной наукой. Свои теоремы она обретает вследствие строгих операций вывода из первых принципов движения. При этом она является одной из наиболее обоснованных естественных наук. Почему это так? Ответ заключается не в том, что первые принципы движения являются самоочевидно истинными, а в том, что мы можем осуществлять отбор примеров в совершенно разных областях. Когда теория сформулирована таким образом, ее измерения обретают точные следствия в самых различных сферах. Теория движения материи Ньютона обладает следствиями, верифицируемыми с большой точностью на примере движения Луны вокруг Земли, в поведении тел рядом с поверхностью Земли, в движении планет, поведении двойных звезд, в приливах и отливах, в феноменах капиллярности, в поведении динамических машин и т. д. Принципы механики обладают высокой степенью вероятности на основании верифицируемости случайных примеров из всего множества имплицируемых ими следствий.
Высокая вероятность принципов механики является неким резервуаром, из которого происходит большое число специальных теорем общей системы. Так, все верифицирующие примеры теории маятника также верифицируют законы Ньютона. А поскольку законы Ньютона являются истинными, также истинны и теоремы о движении Луны, что подтверждают также и эксперименты с маятником.
По этой причине повторяющееся подтверждение законов Ньютона только в одной области, например в области движения планет, не является таким же хорошим основанием, как истинность меньшего числа этих законов, но в различных областях. Меньшее число примеров, которые при этом взяты из различных областей, считается более случайным и, следовательно, более репрезентативным, чем множество примеров, взятых только из одной области. Если в каждой из нескольких областей уже установлены методы отбора подходящих образцов, то любой пример, взятый из такой области, будет столь же хорош, как и любой другой. На продвинутой стадии развития теории ее вероятность уже не столь зависима от дополнительных верифицирующих примеров. На таком этапе вероятность истинности теории уже зависит от ее систематизирующих свойств по сравнению с конкурирующей теорией. Так, вероятность истинности теории относительности основывается не только на нескольких верифицирующих примерах, но также и на том, что данная теория позволяет унифицировать теории гравитации и электричества, так что примеры, верифицирующие данные теории по отдельности, аккумулировались для верификации самой теории относительности. Таким образом, теория относительности объясняет больше, чем теория Ньютона. Теория никогда не доказывается через опровержение всех ее логически возможных альтернатив. Однако если истинность теории не может быть доказана, она, тем не менее, может быть верифицирована на случайных примерах, взятых из следствий этой теории. Для целей науки верификация (которая осуществима на практике) имеет исключительную важность.
Таким образом, обсуждение вероятностного вывода с неизбежностью становится связанным с обсуждением природы научных гипотез. Важность гипотез для науки определяется той степенью, в которой они предполагают возможность организованного выведения из них следствий, применимых в качественно различных областях. Гипотеза, доступная для прямого опровержения или верификации, является в достаточной степени полезной как ориентир для анализа проблемы, изначально породившей исследование. Однако такая гипотеза не способствует организации широкого поля исследований. Если читатель положил не на то место ключи, то он может сформулировать гипотезу, согласно которой они находятся в костюме, который он надевал накануне. Данная гипотеза может быть верифицирована или опровергнута непосредственным образом при осмотре указанного костюма. Однако она совершенно не продуктивна для последующего поиска. Законы Ньютона, с другой стороны, представляют гипотезы, которые не могут быть проверены непосредственным образом. Однако они в высшей степени релевантны для унификации и направления наших исследований в самых разных областях. Несмотря на разрыв, разделяющий законы и наблюдаемые факты, законы Ньютона являются крайне вероятными в силу высокой частоты вероятности, с которой примеры из числа их возможных следствий подтверждаются в наблюдаемых явлениях. При этом различные специальные теоремы системы Ньютона, применяемые в разных областях, поддерживают друг друга. Подобно широко расставленным ножкам треножника ни одна теорема не может устоять сама по себе; однако, будучи частями системы, они не только поддерживают саму систему, но и помогают друг другу.
Резюмировать все сказанное мы можем следующим образом. Когда мы наблюдаем за химическими соединениями, мы исследуем область, в которой хорошо установлена некоторая гипотеза, например: все, что делает лакмусовую бумажку красной, является кислотой. Данная гипотеза согласуется со столь большим числом наблюдаемых фактов, что мы испытываем совершенно естественные колебания при мысли о формулировке альтернативной гипотезы, объясняющей причину изменения цвета лакмусовой бумажки. Дело в том, что может случиться так, что даже если такая новая гипотеза будет объяснять рассматриваемый нами случай, она, тем не менее, не будет объяснять то множество других случаев, которые удовлетворительно объяснялись изначально установленной гипотезой. Таким образом, обобщение о том, что новое соединение всегда будет проявлять свойства кислоты, столь хорошо сочетается с общим корпусом существующего знания, что все возможные альтернативные обобщения представляются настолько сомнительными, что мы естественным образом считаем установленное обобщение единственно возможным объяснением. Индуктивный аргумент, хоть и, строго говоря, не доказывает общего суждения, может, тем не менее, представить доказательство того, что это суждение обосновано лучше, чем все другие предлагаемые гипотезы.
§ 3. Механизм отбора подходящих образцов
Мы указали на центральную роль, которую играют подходящие образцы в установлении обобщений. Теперь следует вкратце рассмотреть способы получения подходящих образцов.
Начнем с искусственной иллюстрации. Представим урну, содержащую 6 шаров: 2 белых и 4 черных. Нам нужно извлечь 3 шара за один раз, запомнить их цвет, заменить их и продолжить процесс изъятия, хорошо перемешивая содержимое урны после каждого извлечения. Обозначим белые шары как w1, w2, а черные как Ь1, b2, Ь3, Ь4. Нам надлежит установить состав содержимого урны на основе анализа примеров так, чтобы при извлечении примера (w1w2b1) мы говорили: «Две трети шаров в урне – белые» и т. д.
Теоретически все двадцать приведенных ниже примеров возможны:
(w1w2b1), (w1w2b2), (w1w2b3)/ (w1w2b4) – 4 примера, в которых 2/з шаров являются белыми.
(w1b1b2), (w1b1b3), (w1b1b4), (w1b2b3), (w1b2b4), (w1b3b4), (w2b1b2), (w2b1b3), (w2b1b4), (w2b2b3), (w2b2b4), (w2b3b4) – 12 примеров, в которых 1/3 шаров – белые.
(b1b2b3), (b1b2b4), (b2b3b4), (b1b3b4) – 4 примера, в которых ни один из шаров не является белым.
Если каждый из этих примеров имеет ту же вероятность извлечения, что и все остальные, и если извлечения являются независимыми, то в случае очень большого количества извлечений 1/5 раз мы будем делать вывод о том, что две третьих шаров в урне являются белыми; 1/5 раз мы сделаем вывод о том, что все шары в урне являются черными; и 1/5 раз мы заключим, что одна треть шаров в урне – белые. Иными словами, мы придем к правильному заключению 3/5 раз, т. е. мы будем приходить к истинному суждению о количестве белых и черных шаров чаще, чем к ложному. Следовательно, если бы мы не знали состава содержимого урны и решили вывести его из примеров, то из приведенной иллюстрации видно, что, применяя указанную процедуру, при заданных условиях мы будем наталкиваться на истину чаще, чем на ложь.
Эффективность данного метода зависит от двух вещей.
1. Содержимое урны должно обладать некоторой определенной природой. Так, в урне должны содержаться шары различимых цветов, и соотношение белых цветов к черным также должно быть определенным.
2. Примеры должны выбираться произвольно, чтобы в долгосрочной перспективе можно было извлекать каждый из возможных примеров с одной и той же относительной частотой. Если выполняются данные условия, то указанный метод способен помочь нам установить приблизительный состав содержимого урны, поскольку этот метод является по своей сути самокорректирующим. Если бы мы выбрали пример, в результате которого заключили бы, что содержимое урны состоит только из черных шаров, то сам этот метод исправил бы наше суждение. Можно доказать, что если мы будем продолжать извлекать по три шара и число этих извлечений будет очень большим, то число примеров, указывающих на правильный состав содержимого урны, будет намного большим, чем число остальных примеров.
Этот тривиальный пример может послужить в качестве модели для общего процесса отбора подходящих образцов для широкого спектра случаев исследования природы. Сам процесс, разумеется, является гораздо более сложным и требует выполнения большого количества специальных условий (которые исследуются в прогрессивных исследованиях в области статистики). Отбор примеров заключается в вынесении суждения о том, что природа исследуемой совокупности такая же, как и природа рассматриваемого примера. Каждый проводимый нами эксперимент относительно связи свойств является одним примером из неисчерпаемого множества возможных экспериментов, которыми может исследоваться природа.
Следует, однако, отметить, что примеры, выбираемые из широкого класса явлений (large-scale samplings), позволяют получить лишь приблизительные заключения. Так, если большая совокупность объектов М (например, отдельных людей) обладает в пропорции r некоторым свойством q (например, умопомешательством), то тогда, в случае если нам бы понадобилось выбрать из нее сравнительно небольшое число объектов Р , эти объекты могли бы обладать свойством q в пропорции r ′. К ак правило, r ′ не будет равно r . Н о по мере того как мы будем извлекать примеры Р , число примеров, обладающих свойством q в пропорции, похожей на пропорцию исходной совокупности, будет расти. Следовательно, мы можем умозаключить:
Определенная пропорция ( r ′ процентов) примеров Р обладает свойством q .
Примеры Р представляют подходящий образец большой совокупности М .
∴ Вероятно, что приблизительно та же пропорция ( r ′ процентов) примеров совокупности М обладает свойством q .
Заключение является вероятностным относительно посылок, поскольку способ, по которому отбираются Р, в долгосрочной перспективе приведет к тому, что они станут репрезентативными примерами, даже несмотря на то, что любой отдельный пример будет совершенно нетипичным.
§ 4. Рассуждение по аналогии
Рассмотрим природу так называемого рассуждения по аналогии. Мы строим умозаключение по аналогии, когда говорим, что поскольку планеты Меркурий и Венера схожи с планетами Земля, Марс, Юпитер и Сатурн в том, что вращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, в том, что почти являются сферами и светят отраженным светом, то они также схожи с упомянутыми четырьмя планетами и в том, что вращаются вокруг своей оси. Для обсуждения данного вида умозаключения полезно использовать некоторые из определений, предложенных Дж. М. Кейнсом.
Когда набор объектов, например воронов, обладает общим свойством, скажем, чернотой, можно сказать, что эти объекты являются аналогичными в отношении указанного свойства и данное свойство является аналогией для этих вещей. Все известные общие свойства некоторого набора объектов будут называться известной положительной аналогией, а все общие свойства, независимо от того, известны они или нет, будут обозначаться как общая положительная аналогия. Набор объектов, не обладающих никаким общим свойством, будет называться отрицательно аналогичным в отношении этого свойства. Так, муж и жена отрицательно аналогичны относительно свойства «быть мужчиной». Общая отрицательная аналогия и известная отрицательная аналогия определяются сходным образом. Когда при анализе некоторого набора объектов нам предлагается некоторое общее суждение, то мы рассматриваем именно неизменную связь одной части положительной аналогии с другой частью положительной аналогии. Так, когда мы рассматриваем число воронов и приходим к суждению «все вороны черны», одной частью положительной аналогии являются анатомические свойства, подпадающие под определение термина «ворон», а другой частью – чернота. Назовем первое свойство обозначающей аналогией, а второе свойство – обозначаемой аналогией. Когда мы хотим установить некоторое общее суждение, мы стремимся показать, что обозначающая аналогия неизменно сочетается с обозначаемой аналогией. Суждение «все люди смертны» может быть выражено как «все объекты, обладающие обозначающей аналогией «быть человеком», также обладают обозначаемой аналогией «быть смертным»».
Вполне ясно, что взятые вместе обозначающая и обозначаемая аналогии никогда не исчерпывают ни общую положительную аналогию, ни даже известную аналогию. Свойство быть человеком и свойство быть смертным не исчерпывают всех присущих людям общих свойств. Так, свойство располагаться на поверхности земли и свойство быть ростом менее десяти футов не относятся к определению человечества; однако они являются частями известной положительной аналогии. Таким образом, мы видим, что общее суждение не распространяется на всю общую положительную аналогию. Та часть, которая остается не включенной ни в обозначающую, ни в обозначаемую аналогию, рассматривается как нерелевантная. Из того, что не все свойства, общие для конечного набора объектов, сочетаются неизменным образом, следует, что некоторые выборки обозначающих аналогий являются неудовлетворительными, поскольку им не всегда сопутствуют обозначаемые аналогии. Цель науки заключается в обнаружении в наборе рассмотренных объектов тех частей из общей положительной аналогии, которые связаны неизменным образом.
Теперь мы можем вернуться к примеру рассуждения по аналогии. Меркурий и Венера обладают аналогией с четырьмя другими планетами, а именно: они вращаются по эллиптической орбите вокруг Солнца, имеют почти сферическую форму и т. д.; это – обозначающая аналогия. Четыре другие планеты также обладают общим свойством вращения вокруг оси; это обозначаемая аналогия. Мы заключаем, что Меркурий и Венера обладают остающейся обозначаемой аналогией (т. е. вращаются вокруг оси). Очевидно, что правильность этого умозаключения зависит от суждения «все планеты вращаются вокруг своей оси». Истинность данного суждения, однако, остается неизвестной. Но для того чтобы ее предполагать, у нас есть следующее основание: считается, что Земля, Марс, Юпитер и Сатурн представляют случайный пример из класса планет; этим четырем планетам свойственно вращение вокруг оси; следовательно, вращение вокруг оси характеризует все планеты. Данное заключение является правдоподобным относительно основания и не является достоверным по причинам, которые мы уже рассмотрели. С определенной долей вероятности мы можем заключить, что поскольку Меркурий и Венера обладают всеми обозначающими аналогиями, которые присущи всем другим планетам, то они также вращаются и вокруг оси. Видно, что рассуждение по аналогии является примером правдоподобного вывода, который зависит от отбора подходящих образцов.