Wprowadzenie do filozofii nauki Seria „Wprowadzenia" Nauki matematyczno-przyrodnicze Ukazało się: A. Liddle: Wprowadzenie do kosmologii współczesnej W przygotowaniu: S. Adams: Wprowadzenie do teorii względności R. Lewin: Wprowadzenie do ewolucji człowieka Nauki humanistyczne W przygotowaniu: B. Davies: Wprowadzenie do filozofii religii H. J. Gensler: Wprowadzenie do etyki John Losee Wprowadzenie do filozofii nauki Przełożył Tomasz Bigaj oszyiAsUi i S-\<a Warszawa 2001 Tytuł oryginału angielskiego A HISTORICAL INTRODUCTION TO THE PHILOSOPHY OF SCIENCE Published by arrangement with Oxford University Press Copyright ©John Losee 1972, 1980, 1993 Tłumaczenia dokonano na podstawie wyd. III, 1993 Konsultacja naukowa Andrzej Chmielecki Projekt okładki Katarzyna A. Jarnuszkiewicz Ilustracja na okładce Miniatura przedstawiająca Mikołaja Oresme przy pracy, pochodząca z XV-wiecznego rękopisu Traite de Espere Rysunki na podstawie wydania angielskiego Krzysztof Białkowski ISBN 83-7255-145-6 Wydawca Prószyński i S-ka SA ul. Garażowa 7 02-651 Warszawa Druk i oprawa Winkowski Sp. z o.o. ul. Okrzei 5 64-920 Piła SPIS TREŚCI Przedmowa 7 Przedmowa do drugiego wydania 7 Przedmowa do trzeciego wydania 8 Wstęp ' 9 1. Filozofia nauki Arystotelesa 13 2. Orientacja pitagorejska ._.J 25 3. Ideał systematyzacji dedukcyjnej 32 4. Atomizm i koncepcja ukrytego mechanizmu 37 5. Akceptacja i rozwój metody Arystotelesa w wiekach średnich 39 6. Spór o zachowanie zjawisk 55 7. Siedemnastowieczny atak na filozofię Arystotelesowską 63 A. Galileusz 63 B. Franciszek Bacon 73 C. Kartezjusz 83 8. Newtonowska metoda aksjomatyczna 94 9. Implikacje nowej nauki dla teorii metody naukowej 112 A. Status poznawczy praw naukowych 112 B. Teorie procedury naukowej 133 C. Struktura teorii naukowych 151 10. Przeciwstawienie indukcjonistycznego i hipotetyczno-dedukcyjnego poglądu na naukę 168 11. Pozytywizm matematyczny i konwencjonalizm 181 12. Filozofia nauki według logicznego rekonstrukcjonizmu 200 13. Atak na logiczny rekonstrukcjonizm 222 14. Teorie postępu naukowego 244 15. Wyjaśnianie, przyczynowość i unifikacja 260 16. Potwierdzanie i wzmacnianie przez świadectwa 268 17. Uzasadnianie standardów oceniania 279 18. Debata nad realizmem naukowym 19. Deskryptywne filozofie nauki Bibliografia Skorowidz osób FILOZOFIA NAUKI 293 304 315 348 PRZEDMOWA Niniejsza książka jest zarysem historycznym ukazującym ewolucję poglądów na metodę naukową. Został tu położony nacisk na koncepcje rozwijane przed rokiem 1940. Nie usiłowałem przedstawiać współczesnej różnorodności stanowisk w filozofii nauki. Moim celem było ukazanie stanowisk, a nie ich krytyka, dlatego starałem się powstrzymywać od osądzania dokonań wielkich filozofów nauki. Mam nadzieję, że książka spotka się z zainteresowaniem studentów zajmujących się filozofią i historią nauki. Jeśli po przeczytaniu jej zechcą sięgnąć po niektóre z prac umieszczonych w bibliografii na końcu, to mój wysiłek nie pójdzie na marne. W czasie przygotowywania niniejszego tomu korzystałem z wielu pomocnych sugestii ze strony Gerda Buchdahla, Geor-ge'a Clarka i Roma Harre. Jestem im wdzięczny za ich zachęty, jak również za krytykę. Oczywiście, odpowiedzialność za rezultat pracy ponoszę wyłącznie ja sam. Lafayette College lipiec 1971 PRZEDMOWA DO DRUGIEGO WYDANIA W drugim wydaniu przeredagowałem i rozszerzyłem omówienie osiągnięć powojennych. Dodałem nowe rozdziały na temat logicznego rekonstrukcjonizmu Carnapa, Hempla i Naglą oraz krytycznych reakcji na to stanowisko, a także podejść alternatywnych Kuhna, Lakatosa i Laudana. sierpień 1979 8 FILOZOFIA NAUKI PRZEDMOWA DO TRZECIEGO WYDANIA Trzecie wydanie zawiera nowy materia} dotyczący teorii postępu naukowego, wyjaśniania kauzalnego, teorii potwierdzania Bayesa, naukowego realizmu oraz alternatyw dla normatywnej filozofii nauki. wrzesień 1992 WSTĘP Określenie zakresu filozofii nauki jest warunkiem wstępnym opisywania jej historii. Niestety, filozofowie i naukowcy nie są zgodni co do istoty filozofii nauki. Nawet zawodowi filozofowie nauki różnią się nieraz w kwestii właściwego przedmiotu ich dyscypliny. Przykładem różnicy zdań jest dyskusja między Stephenem Toulminem a Ernestem Naglem na temat tego, czy filozofia nauki powinna obejmować badania osiągnięć naukowych in vivo, czy też badania problemów wyjaśniania i potwierdzania sformułowanych w języku logiki dedukcyjnej.1 Aby ustalić podstawę dla dalszego wywodu historycznego, dobrze będzie naszkicować cztery poglądy na filozofię nauki. Zgodnie z pierwszym stanowiskiem celem filozofii nauki jest formułowanie światopoglądów pasujących do istotnych teorii naukowych, a w pewnym sensie nawet na nich opartych. W takim ujęciu zadaniem filozofa nauki jest opracowanie ogólnych implikacji nauki. Opracowania takie mogą mieć postać spekulacji na temat ontologicznych kategorii używanych przy analizowaniu „bytu jako takiego". Na przykład Alfred North Whitehead twierdził, że najnowsze odkrycia w fizyce wymagają zastąpienia kategorii „substancji" i „atrybutu" przez kategorie „procesu" i „wpływu".2 Można też formułować wypowiedzi na temat konsekwencji teorii naukowych dla oceny ludzkich zachowań, jak np. w darwinizmie społecznym czy 1 S. Toulmin, „Scientific American" t. 214, nr 2 (luty 1966), s. 129-133; t. 214, nr 4 (kwiecień 1966), s. 9-11; Ernest Nagel, „Scientific American" t. 214, nr 4 (kwiecień 1966), s. 8-9. 2 Sam Whitehead nie używał terminu „wpływ". W kwestii jego stanowiska dotyczącego relacji pomiędzy nauką a filozofią por. np. jego Modes of Thought, Cambridge University Press, Cambridge 1938, s. 173-232. 10 FILOZOFIA NAUKI w teorii relatywizmu etycznego. Niniejsza książka nie zajmuje się jednak „filozofią nauki" w takim sensie. Według drugiego poglądu filozofia nauki jest ujawnianiem ukrytych założeń, które przyjmują uczeni, i ich predylekcji. Filozof nauki może zwrócić uwagę na to, że naukowcy zakładają, iż przyroda nie jest kapryśna, w związku z czym występują w niej regularności na tyle nieskomplikowane, że mogą być odkryte przez badacza. Ponadto filozof nauki może ujawniać preferencje naukowców, przedkładających np. prawa deterministyczne nad statystyczne czy wyjaśnienia mechanistyczne nad teleologiczne. Takie ujęcie prowadzi do asymilacji filozofii nauki przez socjologię. Trzecie stanowisko głosi, że filozofia nauki bada i rozjaśnia pojęcia oraz teorie naukowe. Nie chodzi tu przy tym o popularyzację najnowszych teorii. Badanie polega raczej na rozjaśnianiu znaczeń takich terminów, jak „cząstka", „fala", „potencjał" czy „kompleks", zgodnie z ich użyciem w nauce. Gilbert Ryle zauważył jednak, że taki pogląd na filozofię nauki cechuje przesada - sugeruje się tu, iż uczony potrzebuje pomocy filozofa nauki przy tłumaczeniu pojęć naukowych.3 Wydaje się, że istnieją dwie możliwości. Albo naukowiec rozumie pojęcie, którego używa, i wtedy nie potrzebuje wyjaśnień, albo też go nie rozumie, a wówczas powinien przeanalizować stosunek danego pojęcia do innych pojęć i do procedur pomiarowych. Takie badanie jest typową działalnością naukową. Nie można jednak twierdzić, że kiedy tylko naukowiec podejmuje tego typu działania, uprawia filozofię nauki. Musimy więc wyciągnąć przynajmniej taki wniosek, że nie każda analiza pojęć naukowych kwalifikuje się jako filozofia nauki. Niewykluczone jednak, że pewne rodzaje analizy pojęciowej powinny być uznawane za jej część. Kwestię tę pozostawiamy otwartą do czasu prezentacji czwartego punktu widzenia na filozofię nauki. W niniejszej pracy przyjęty został pogląd czwarty, według którego filozofia nauki to kryteriologia drugiego rzędu. Filozof nauki poszukuje odpowiedzi na następujące pytania: 3 G. Ryle, „Systematically Misleading Hxpressions", [w]: Essays on Logic and Language - First Series pod red. A. Flewn, Blackwell, Oksford 1951, s, 11-13. WSTĘP 11 1. Jakie cechy odróżniają badania naukowe od badań innego rodzaju? 2. Jakie procedury powinni stosować naukowcy w badaniu przyrody? 3. Jakie warunki muszą być spełnione, aby naukowe wyjaśnianie było poprawne? 4. Jaki jest poznawczy status praw i zasad naukowych? Formułowanie takich pytań wymaga przyjęcia dogodnego punktu widzenia, znajdującego się jeden stopień powyżej poziomu praktyki naukowej. Istnieje .rozróżnienie pomiędzy uprawianiem nauki a rozważaniami nad tym, jak należy ją uprawiać. Analiza metody naukowej jest dyscypliną drugiego rzędu, której przedmiotem są procedury i struktury różnych nauk: Poziom Dyscyplina Przedmiot Filozofia nauki Nauka Analiza procedur oraz logika wyjaśniania naukowego Wyjaśnianie faktów Fakty Czwarty punkt widzenia na filozofię nauki obejmuje pewne aspekty poglądów drugiego i trzeciego. Na przykład badanie predylekcji uczonych może być istotne dla problemu oceny teorii naukowych. Jest to prawdziwe zwłaszcza w odniesieniu do oceny kompletności wyjaśniania. Einstein np. twierdził, że statystyczne ujmowanie rozpadu radioaktywnego cechuje niekompletność. Utrzymywał, że kompletna interpretacja powinna umożliwiać przewidywanie zachowania pojedynczych atomów. Również analiza znaczenia pojęć może być istotna dla odróżnienia badań naukowych od innych rodzajów działalności intelektualnej. Jeśli na przykład można pokazać, że użycie danego terminu nie daje sposobu odróżnienia jego poprawnego zastosowania od zastosowania niepoprawnego, to interpretacje zawierające takie pojęcie powinny być wykluczone z zakre- n FILOZOFIA NAUKI su nauki. Coś podobnego miało miejsce w wypadku pojęcia „absolutnej równoczesności". Powyższe rozróżnienie między nauką a filozofią nauki nie jest ostre. Opiera się ono na różnicy intencji, a nie na różnicy badanych przedmiotów. Rozpatrzmy np. pytanie o względną adekwatność falowej teorii światła Younga i teorii elektromagnetyzmu Maxwella. Naukowiec jako naukowiec ocenia, że teoria Maxwella przewyższa teorię Younga. Filozof nauki (lub naukowiec jako filozof nauki) bada natomiast ogólne kryteria akceptowalności, zawarte w ocenach tego typu. Z pewnością oba typy badań zachodzą w części na siebie. Naukowiec, który jest nieświadomy wcześniejszych przypadków oceniania teorii, prawdopodobnie nie dokona sam poprawnej oceny. Z kolei filozof nauki, nie znający praktyki naukowej, nie będzie mógł wygłosić trafnych spostrzeżeń na temat metody naukowej. Pogląd, że linia graniczna między nauką a filozofią nauki nie jest ostra, znajduje swój wyraz w wyborze źródeł, na których oparta jest niniejsza praca. Książka czerpie głównie z tego, co o metodzie naukowej powiedzieli uczeni i filozofowie. W niektórych wypadkach jest to wystarczające źródło. Można na przykład analizować filozofię nauki Whewella i Milla wyłącznie na podstawie tego, co napisali oni na temat metody naukowej. Jednakże w innych wypadkach to nie wystarcza. Aby przedstawić filozofię nauki Galileusza i Newtona, trzeba wyważyć proporcje pomiędzy tym, co napisali oni na temat metody naukowej, a ich faktyczną praktyką naukową. Ponadto rozwój samej nauki, szczególnie wprowadzanie nowego rodzaju interpretacji, może następnie dostarczać materiału badawczego dla filozofa nauki. Z tego względu zamieszczone zostały tutaj krótkie omówienia m.in. prac Euklidesa, Archimedesa i klasycznych atomistów. I FILOZOFIA NAUKI ARYSTOTELESA Arystoteles (384-322 p.n.e.) urodził się w Stagirze, w północnej Grecji. Ojciec jego był lekarzem na dworze macedońskim. W wieku lat 17 Arystoteles został wysłany do Aten, aby pobierać naukę w Akademii Platońskiej. Przez okres dwudziestu lat byl związany z Akademią. Po śmierci Platona w roku 347 p.n.e. i po wyborze na stanowisko kierownika Akademii uczonego o orientacji matematycznej, Speuzypa, Arystoteles udał się dla kontynuowania swych badań biologicznych i filozoficznych do Azji Mniejszej. W roku 342 p.n.e. powrócił do Macedonii, gdzie został nauczycielem Aleksandra Wielkiego, pełniąc tę funkcję przez dwa lub trzy lata. Ok. roku 335 p.n.e. wrócił do Aten i tu założył szkołę perypatetyc-ką w Likejonie. W programie szkoły znajdowała się logika, epistemologia, fizyka, biologia, etyka, polityka, estetyka. Dzieła Stagiryty, jakie dotarły do nas z tego okresu, wyglądają bardziej na kompilacje notatek do wykładów niż wygładzone utwory przeznaczone do publikacji. Zakres ich tematyki rozciąga się od spekulacji nad atrybutami przysługującymi „bytowi jako bytowi" po encyklopedyczne zestawy danych z historii naturalnej i konstytucje greckich miast-państw. Podstawowym dziełem Arystotelesa dotyczącym filozofii nauki są Analityki wtóre. Pewne rozważania na temat niektórych metod naukowych zawarte są ponadto w Fizyce i Metafizyce. Po śmierci Aleksandra w 323 r. p.n.e. Arystoteles opuścił Ateny, żeby Ateńczycy „po raz drugi nie popełnili zbrodni przeciw filozofii".1 Zmarł następnego roku. Arystoteles był pierwszym filozofem nauki. Stworzył tę dyscyplinę, poddając analizie problemy, jakie nasuwały mu się w związku z wyjaśnianiem naukowym. Metoda indukcyjno-dedukcyjna Arystotelesa Arystoteles traktował badanie naukowe jako przechodzenie od obserwacji do zasad ogólnych i z powrotem do obserwacji. Uważał, że zadaniem uczonego jest indukcyjne wyprowadzanie z badanych zjawisk zasad wyjaśniających te zjawiska, a następnie de- 1 Aluzja do zgładzenia Sokratesa (przyp. red.). 14 FILOZOFIA NAUKI dukcja zdań na temat tych zjawisk z przesłanek, w skład których Wchodzą również i te zasady. Indukcyjno-dedukcyjną procedurę badawczą Arystotelesa można przedstawić następująco: obserwacje (D- indukcja dedukcja (2) zasady wyjaśniające Arystoteles uważał, że badanie naukowe zaczyna się od znajomości pewnych zdarzeń i wiedzy o współistnieniu określonych własności. Wyjaśnienie naukowe uzyskuje się tylko wtedy, gdy zdania na temat tych zdarzeń czy własności zostaną dedukcyjnie wyprowadzone z zasad wyjaśniających. Wyjaśnienie naukowe polega więc na przejściu od wiedzy o fakcie (punkt 1 na powyższym schemacie) do wiedzy o racjach dotyczących tego faktu (punkt 3). Uczony może zastosować indukcyjno-dedukcyjną procedurę Wyjaśniającą na przykład do zjawiska zaćmienia Księżyca. Wychodzi od obserwacji stopniowego przyciemniania tarczy Księżyca. Z tej i innych obserwacji wyprowadza indukcyjnie kilka ogólnych zasad: że światło rozchodzi się po linii prostej, że ciała nieprzezroczyste rzucają cień i że istnieje pewna szczególna konfiguracja dwóch ciał nieprzezroczystych w pobliżu ciała wysyłającego światło, w której jedno ciało znajduje się w cieniu drugiego. Z tych ogólnych zasad, jak również z okoliczności, że Ziemia i Księżyc są ciałami nieprzezroczystymi, które w tym konkretnym przypadku znajdują się w odpowiedniej geometrycznej relacji względem wysyłającego światło Słońca, uczony Wyprowadza dedukcyjnie twierdzenie o zaćmieniu Księżyca. Przeszedł on tutaj od wiedzy o fakcie, że tarcza Księżyca uległa zaciemnieniu, do zrozumienia, dlaczego tak się stało. Faza indukcyjna Według Arystotelesa każda konkretna rzecz stanowi połączenie materii i formy. Materia jest tym, co sprawia, że konkretna rzecz jest jednostkowym, indywidualnym przedmiotem; forma czyni ją elementem pewnej klasy rzeczy podobnych. Wska- FILOZOFIA NAUKI ARYSTOTELESA 15 zanie formy konkretnej rzeczy jest równoznaczne ze wskazaniem własności, którą dzieli z innymi konkretnymi rzeczami. Tak na przykład forma żyrafy zawiera własność posiadania czterokomorowego żołądka. Arystoteles uważał, że uogólnienia na temat form są wyprowadzane z doświadczenia zmysłowego na drodze indukcji. Rozpatrywał dwa rodzaje indukcji. Oba odznaczają się specyficznym sposobem przechodzenia od zdań szczegółowych do twierdzeń ogólnych. Pierwszy typ indukcji to prosta enumeracja (wyliczenie), gdzie twierdzenia o poszczególnych przedmiotach lub zdarzeniach tworzą podstawę uogólnienia na temat gatunku, którego są przedstawicielami. Na wyższym poziomie twierdzenia o poszczególnych gatunkach tworzą podstawę uogólnienia na temat całego rodzaju. PIERWSZY TYP INDUKCJI U ARYSTOTELESA: PROSTA ENUMERACJA Przesłanki Wnioski to, co się stwierdza w obserwacji jako prawdziwe na temat wielu indywiduów to, co się stwierdza w obserwacji jako prawdziwe na temat wielu gatunków uogólnienie uogólnienie to, co się uznaje za prawdziwe na temat gatunku, do którego te przedmioty należą to, co się uznaje za prawdziwe na temat rodzaju, do którego należą te gatunki We wnioskowaniu indukcyjnym przez prostą enumerację zarówno przesłanki, jak i wniosek zawierają te same terminy de-skryptywne. Typowe wnioskowanie indukcyjne przez proste wyliczenie ma postać: ma własność P P P "i a2 a3 ;. Wszystkie a mają własność P2 2 Podwójna linia pomiędzy przestankami i wnioskiem oznacza, że wnioskowanie jest indukcyjne. 16 FILOZOFIA NAUKI Drugi typ indukcji polega na bezpośrednim intuicyjnym ujęciu zasad ogólnych, których egzemplifikację stanowią zjawiska poszczególne. Indukcja intuicyjna jest sprawą wniknięcia w istotę, jest zdolnością widzenia tego, co „istotne" w danych płynących z doświadczenia zmysłowego. Jako przykład podaje Arystoteles przypadek uczonego, który zauważa przy kilku okazjach, że jasna strona Księżyca jest zwrócona ku Słońcu, i który wnioskuje stąd, że Księżyc świeci odbitym światłem słonecznym.3 Operowanie indukcją intuicyjną przypomina swoistą „przenikliwość" specjalisty od systematyki organizmów żywych. Taki systematyk jest uczonym, który zdobył umiejętność „widzenia" atrybutów rodzajowych i differentiae wielu żywych okazów. W pewnym sensie „widzi on więcej" niż niewyćwiczony obserwator, patrzący na ten sam okaz. Systematyk wie, czego ma szukać. Jeśli ktoś w ogóle osiąga taką zdolność, to tylko po długotrwałym doświadczeniu. Pisząc o indukcji intuicyjnej, miał Arystoteles zapewne na myśli ten rodzaj „przenikliwości". On sam był wysokiej klasy systematykiem, który dokonał klasyfikacji około 540 gatunków biologicznych. Faza dedukcyjna W drugim etapie badania naukowego uogólnienia uzyskane na drodze indukcji zostają wykorzystane do dedukcji twierdzeń dotyczących obserwacji początkowych. Arystoteles w znacznym stopniu ograniczył w nauce rodzaje twierdzeń występujących w charakterze przesłanek i konkluzji wnioskowania dedukcyjnego. Dopuścił jedynie takie twierdzenia, które konstatują, że jakaś jedna klasa zawiera się w innej albo jest z niej wykluczona. Jeśli S i P reprezentują takie dwie klasy, to Arystoteles dopuszcza następujące zdania: Typ Zdanie Relacja A4 E I O Każde S jest P Żadne S nie jest P Niektóre S są P Niektóre S nie są P S zawiera się całkowicie w P S wyklucza się całkowicie z P S zawiera się częściowo w P S wyklucza się częściowo z P 3 Arystoteles, Analityki wtóre, 89b10-20. 4 Litery „a" i „i" to pierwsze samogłoski łacińskiego słowa affirmo (twierdzę); litery „e" i „o" biorą się od łacińskiego nego (zaprzeczam) (przyp. red.). FILOZOFIA NAUKI ARYSTOTELESA 17 Za najważniejszy z tych czterech typów uważał Arystoteles typ A. Był przekonany, że pewne własności tkwią w sposób istotny w rzeczach jednostkowych pewnej klasy i że zdania o postaci: „Każde S jest P." oddają strukturę tych relacji. Chyba dlatego Arystoteles utrzymywał, że właściwe naukowe wyjaśnianie powinno być wyrażane w postaci zdań tego typu. W szczególności jako wzór dowodzenia naukowego podawał sylogizm Barbara, który składa się ze zdań typu A zestawionych w następujący sposób: Każde M jest P Każde S jest M .-. Każde S jest P gdzie P, S, i M to większy, mniejszy i średni termin sylogizmu. Arystoteles wykazał, że ten typ sylogizmu jest niezawodny. Jeśli jest prawdą, że każde S zawiera się w M, a każde M zawiera się w P, to musi także być prawdą, że każde S zawiera się w P. Sytuacja taka zachodzi niezależnie od tego, jakie klasy przedmiotów są oznaczane przez S, P i M. Jednym z wielkich osiągnięć Arystotelesa było stwierdzenie, że niezawodność wnioskowania jest wyznaczana wyłącznie przez relację między przesłankami i wnioskiem. Skonstruowany przez Arystotelesa dedukcyjny sposób rozwiązywania problemów naukowych polegał na wprowadzeniu terminu średniego pomiędzy terminy będące podmiotem i orzecznikiem zdania dowodzonego. Na przykład zdanie „Wszystkie planety są ciałami stabilnie świecącymi" można wywieść deduk-cyjnie, dobierając jako termin średni „ciała bliskie Ziemi". Dowód w postaci sylogistycznej przedstawia się następująco: Wszystkie ciała bliskie Ziemi są ciałami świecącymi stabilnie. Wszystkie planety są ciałami bliskimi Ziemi. .-. Wszystkie planety są ciałami stabilnie świecącymi. 18 FILOZOFIA NAUKI Stosując tutaj dedukcyjny tryb procedury naukowej, uczony przechodzi od wiedzy o pewnym fakcie dotyczącym planet do zrozumienia, dlaczego ten fakt jest właśnie taki.5 Warunki empiryczne wyjaśniania naukowego Arystoteles zauważył, że zdanie orzekające jakąś własność wyrażaną terminem ogólnym może być wyprowadzone dedukcyj-nie nie tylko z jednego zestawu przesłanek. Kiedy się dobierze różne terminy średnie, można otrzymać różne rozumowania, z których jedne są bardziej zadowalające od innych. Przytoczony wcześniej sylogizm jest lepszy niż poniższy: Wszystkie gwiazdy są ciałami stabilnie świecącymi. Wszystkie planety są gwiazdami. .'. Wszystkie planety są ciałami stabilnie świecącymi. Oba sylogizmy mają tę samą formę logiczną i prowadzą do tego samego wniosku, ale ten drugi wychodzi z fałszywych przesłanek. Arystoteles dowodził, że po to, aby wyjaśnienie było zadowalające, przesłanki muszą być prawdziwe. Odmawiał tym samym wartości pewnej grupie poprawnych sylogi-zmów, gdzie wnioski są prawdziwe, ale przesłanki fałszywe. Wymóg prawdziwości przesłanek jest jednym z czterech poza-logicznych warunków, jakie Arystoteles nakładał na założenia przy wyjaśnianiu naukowym. Pozostałe trzy to: przesłanki mają być niedowodliwe; mają być lepiej znane od wniosku; mają być przyczyną tego, co się orzeka we wniosku.6 Aczkolwiek Arystoteles wyraźnie stwierdzał, że w wypadku każdego należycie przeprowadzonego wyjaśnienia naukowego przesłanki powinny być niedowodliwe, to z kontekstu wynika jasno, że chodziło mu tylko o zwrócenie uwagi, iż w każdej nauce muszą występować jakieś zasady, których nie da się wyprowadzić z zasad bardziej podstawowych. Istnienie w każdej nauce pewnych zasad niedowodliwych jest konieczne po to, by uniknąć w wyjaśnianiu regressus ad infinitum. Skutkiem tego nie 5 Ibid., 78a38-78b3. 6 Ibid., 71b20-72a5. FILOZOFIA NAUKI ARYSTOTELESA 19 cała wiedza w ramach danej nauki poddaje się dowodzeniu. Zdaniem Arystotelesa, najogólniejsze prawa danej nauki oraz definicje ustalające znaczenia właściwych dla niej atrybutów nie podlegają dowodzeniu. Wymóg, żeby przesłanki były „lepiej znane" niż wniosek, odzwierciedla przekonanie Arystotelesa, że ogólne prawa nauki powinny być same przez się oczywiste. Arystoteles wiedział, że rozumowanie dedukcyjne niesie ze sobątylko tyle informacji, ile ich dostarczają założenia, toteż kładł nacisk, żeby pierwsze przesłanki były co najmniej tak oczywiste jak wyprowadzane z nich wnioski. Z tych czterech warunków najważniejszy jest wymóg zależności przyczynowej. Można skonstruować takie poprawne sylogizmy o przesłankach prawdziwych, gdzie przesłanki nie stwierdzają przyczyny tego, co się orzeka we wniosku. Pouczające będzie porównanie następujących dwóch sylogizmów dotyczących zwierząt przeżuwających: Sylogizm faktu wyprowadzonego przyczynowo Wszystkie przeżuwacze o czterokomorowym żołądku są zwierzętami pozbawionymi górnych siekaczy. Wszystkie woły są przeżuwaczami o czterokomorowym żołądku. .-. Wszystkie woły są zwierzętami pozbawionymi górnych . siekaczy. Sylogizm samego faktu Wszystkie przeżuwacze parzystokopytne są zwierzętami pozbawionymi górnych siekaczy. Wszystkie woły są przeżuwaczami parzystokopytnymi. .•. Wszystkie woły są zwierzętami pozbawionymi górnych siekaczy. Arystoteles powiedziałby, że przesłanki pierwszego z tych sylogizmów stwierdzają przyczynę wyprowadzanego w nim na drodze rozumowania faktu, że wołom brak jest siekaczy w górnej szczęce. Zdolność gromadzenia częściowo przeżutego pokarmu w jednej komorze żołądka u przeżuwaczy i zwracania go 20 FILOZOFIA NAUKI do pyska dla dalszego rozdrobnienia wyjaśnia, dlaczego nie potrzebują one i nie mają siekaczy w górnej szczęce. Natomiast przesłanki drugiego sylogizmu na temat tego faktu nie wskazują przyczyny braku siekaczy. Arystoteles powiedziałby, że związek budowy kopyta i budowy szczęki jest przypadkowy. W tym miejscu potrzebne jest kryterium rozróżniające korelację przyczynową od przypadkowej. Arystoteles zdawał sobie sprawę z takiej potrzeby. Wysunął propozycję, żeby za przyczynową uznać relację, gdzie atrybut (1) jest prawdziwy w stosunku do każdego egzemplarza podmiotu, (2) jest prawdziwy w odniesieniu do podmiotu jako takiego, a nie jako części większej całości, (3) jest „istotny" dla tego podmiotu. Te Arystotelesowe kryteria związku przyczynowego pozostawiają wiele do życzenia. Na podstawie pierwszego z nich z klasy relacji przyczynowych daje się wyeliminować każda relacja mająca, wyjątki. Trzymając się tego kryterium można było stwierdzić zachodzenie relacji przyczynowej dla tych tylko przypadków, gdzie zakres podmiotu da się całkowicie wyczerpać. A przecież ogromną większość relacji przyczynowych interesujących uczonego cechuje nieograniczony zakres orzekania. To na przykład, że przedmioty o większej gęstości niż woda toną w wodzie, stanowi relację, która odnosi się wszak do wszystkich przedmiotów, przeszłych, teraźniejszych i przyszłych, a nie do tych tylko, które znajdują się akurat w wodzie. Jest rzeczą niemożliwą wykazanie, że każdy przypadek należący do zakresu podmiotu ma tę własność. Trzecie kryterium Arystotelesa utożsamia relację przyczynową z „istotnym" przysługiwaniem orzecznika podmiotowi. To tylko odsuwa nieco problem. Arystoteles niestety nie podał kryterium, które by pozwalało określić, jakie cechy są „istotne". Mocno co prawda podkreślał, że „zwierzę" jest istotnym predykatem dla „człowieka", a „muzyk" - niekoniecznie, i że podcięcie gardła zwierzęciu w sposób istotny wiąże się z jego śmiercią, podczas gdy uprawianie spacerów nie jest w istotny sposób związane z pojawianiem się błyskawic.7 Ale czym innym jest podawanie przykładów orzekania istotnego i przypadkowego, a czym innym sformułowanie ogólnego kryterium dla przeprowadzenia takich rozróżnień. 7 Md., 73a25-73b15. FILOZOFIA NAUKI ARYSTOTELESA 21 Struktura nauki Arystoteles wprawdzie nie określił ściśle kryterium „istotnego" przysługiwania danego predykatu pewnej klasie przedmiotów, ale mocno podkreślał, że każda poszczególna gałąź nauki posiada odrębną dziedzinę przedmiotów i zbiór predykatów. Na przykład dziedzinę przedmiotową fizyki stanowi klasa takich przypadków, gdzie ciała zmieniają swoje położenie w przestrzeni. Do predykatów właściwych tej nauce należą „położenie", „prędkość" i „opór". Arystoteles kładł nacisk na to, że zadowalające wyjaśnienie jakiegoś zjawiska musi skorzystać z predykatów nauki, do której zjawisko to należy. Byłoby na przykład rzeczą niewłaściwą wyjaśnianie ruchu pocisku za pomocą predykatów tak specyficznie biologicznych, jak „wzrost" czy „rozwój". Arystoteles sądził, że każda poszczególna nauka stanowi dedukcyjnie uporządkowany zespół- twierdzeń. Na najwyższym poziomie ogólności znajdują się pierwsze zasady wszelkiego dowodzenia. Są to zasady tożsamości, niesprzeczności i wyłączonego środka. Chodzi tu o reguły, które można stosować przy każdym wnioskowaniu dedukcyjnym. Na niższym poziomie ogólności znajdują się zasady pierwsze i definicje właściwe dla konkretnej nauki. Do pierwszych zasad fizyki należy na przykład to, że: wszelki ruch jest bądź naturalny, bądź wymuszony; wszelki ruch naturalny jest poruszaniem się w kierunku naturalnego miejsca położenia, np. przedmioty stałe z natury przemieszczają się w kierunku środka Ziemi; ruch wymuszony jest powodowany przez stałe oddziaływanie poruszyciela (oddziaływanie na odległość jest niemożliwe); próżnia jest niemożliwa. Pierwsze zasady nauki nie są dedukowalne z zasad bardziej podstawowych. Są one najogólniejszymi zdaniami prawdziwymi, jakie można utworzyć na temat predykatów właściwych danej nauce. Zasady pierwsze stanowią punkt wyjścia wszelkich dowodów w ramach określonej nauki. Spełniają one rolę przesłanek przy dedukcyjnym wyprowadzaniu korelacji, które dają się odnaleźć na niższych poziomach ogólności. 22 FILOZOFIA NAUKI Cztery przyczyny Arystoteles uważał, że interpretacje naukowe powinny spełniać jeszcze dodatkowy warunek. Postulował, aby dokładne wyjaśnianie korelacji i procesów miało wyraźnie zaznaczone wszystkie cztery aspekty przyczynowe. Składają się na nie: przyczyna formalna, przyczyna materialna, przyczyna sprawcza i przyczyna celowa. Procesem, przy pomocy którego da się zilustrować ten rodzaj analizy, jest zmiana ubarwienia skóry u kameleona, przechodzącego z jaskrawozielonego liścia na matowoszarą gałązkę. Przyczynę formalną stanowi schemat tego procesu. Opis przyczyny formalnej jest równoznaczny z przedstawieniem uogólnienia dotyczącego warunków, w jakich zachodzi ten rodzaj zmiany ubarwienia. Przyczyną materialną jest tu substancja w skórze, która zmienia swój kolor. Przyczyną sprawczą jest przejście zwierzęcia z liścia na gałązkę. Przejściu temu towarzyszy zmiana w odbiciu światła i odpowiadająca jej zmiana chemiczna w skórze kameleona. Przyczyną celową tego procesu jest to, żeby kameleon uniknął wykrycia przez wrogów. Arystoteles podkreślał, że wszelkie naukowe wyjaśnianie zależności i procesów powinno zawierać w jakimś stopniu przyczynę celową, czyli telos. Wyjaśnienia teleologiczne polegają na tym, że stosuje się tu wyrażenie „po to, żeby" lub równoznaczne. Arystoteles postulował teleologiczne wyjaśnienia nie tylko dla wzrostu czy rozwoju żywych organizmów, ale także dla ruchu przedmiotów nieożywionych. Uważał na przykład, że ogień unosi się w górę po to, „żeby osiągnąć swe naturalne miejsce" (powłokę sfery podksiężycowej). Interpretacje teleologiczne nie zakładają świadomego zamiaru i wyboru. Kiedy mówimy, że „kameleon zmienia ubarwienie po to, aby uniknąć wykrycia", nie twierdzimy, że zachowanie kameleonów jest świadome. Nie twierdzimy też, że realizuje ono jakiś „kosmiczny cel". Tłumaczenia teleologiczne zakładają tylko, że przyszły stan rzeczy determinuje sposób, w jaki przebiega stan rzeczy obecny. Żołądź rozwija się w taki a nie inny sposób w tym celu, żeby osiągnąć swój naturalny kres, jakim jest drzewo dębu; kamień spada w tym celu, żeby dotrzeć do swego naturalnego kresu, to znaczy do stanu spoczynku możliwie blisko środka FILOZOFIA NAUKI ARYSTOTELESA 23 Ziemi; i tak dalej. W każdym wypadku stan przyszły niejako „pociąga" sekwencję stanów, które do niego prowadzą. Arystoteles krytykował filozofów, którzy usiłowali wyjaśniać zmiany wyłącznie za pomocą przyczyn materialnych i sprawczych. Szczególnie krytycznie odnosił się do atomizmu Leukipposa i Demokryta, gdzie naturalne procesy były „wyjaśniane" przez łączenie się i rozpraszanie niewidzialnych atomów. Krytyka Arystotelesa w dużym stopniu sprowadzała się do wykazywania, że atomiści zaniedbują przyczyny celowe. Arystoteles krytykował także tych pitagorejskich filozofów przyrody, którzy byli przekonani, że wyjaśnili jakiś proces, kiedy wykryli w nim urzeczywistnienie jakiejś matematycznej zależności. Zdaniem Arystotelesa słabość pitagorejskiego podejścia polegała na wyłącznym zajmowaniu się przyczynami formalnymi. Trzeba jednak zaznaczyć, że Arystoteles doceniał wagę zależności liczbowych i geometrycznych w dziedzinie fizyki. Wyodrębnił nawet grupę tzw. nauk złożonych: astronomię, optykę, harmonikę i mechanikę8, których przedmiot stanowią matematyczne relacje między obiektami fizycznymi. Granice nauki empirycznej Arystoteles nie tylko próbował ustalić przedmiot każdej nauki, ale też chciał odróżnić ogół nauk empirycznych od nauk czysto matematycznych. Przeprowadził tu linię demarkacyjną, dokonując rozróżnienia pomiędzy matematyką stosowaną, uprawianą w naukach złożonych, a matematyką czystą, która się zajmuje liczbami i figurami w postaci abstrakcyjnej. Arystoteles był przekonany, że o ile przedmiot nauk empirycznych stanowi zmiana, o tyle przedmiotem matematyki czystej jest to, co niezmienne. Czysty matematyk wyodrębnia z sytuacji fizycznych pewne ilościowe aspekty ciał i relacji między nimi i zajmuje się wyłącznie tymi aspektami. Arystoteles odmawiał takim formom matematycznym obiektywnego istnienia. Po zniszczeniu ciał, z których zostały „wyabstrahowane", trwają one jedynie w umyśle matematyka. 8 Arystoteles wtacza mechanikę do grupy nauk złożonych w Analitykach wtórych 76a23-5 i w Metafizyce 1078a14-7, nie wymienia jednak mechaniki w Fizyce 194a7-ll. 24 FILOZOFIA NAUKI Konieczny status pierwszych zasad Arystoteles twierdził, że rzeczywista wiedza naukowa ma status prawdy koniecznej. Uważai, że należycie sformułowane pierwsze zasady nauk mogą być tylko prawdziwe, tak samo jak ich dedukcyjne konsekwencje. Ponieważ pierwsze zasady orzekają atrybuty o terminach ogólnych, wydaje się, że Arystoteles uznawał następujące tezy: 1. Pewne własności tkwią w sposób istotny w indywiduach pewnych klas; przedmiot jednostkowy nie mógłby należeć do jednej z tych klas, gdyby nie posiadał odpowiednich własności. 2. Zachodzi w takich wypadkach identyczność strukturalna pomiędzy ogólnym zdaniem twierdzącym, które orzeka jakąś własność o pewnej klasie przedmiotów, a pozajęzy-kowym faktem „tkwienia" odpowiedniej własności w przedmiotach należących do tej klasy. 3. Uczony jest w stanie poprawnie intuicyjnie uchwycić izomorfizm języka i rzeczywistości. Stanowisko Arystotelesa jest przekonujące. Jesteśmy na przykład rzeczywiście przekonani, że to, iż „wszyscy ludzie są ssakami", jest z konieczności prawdziwe, a to, że „wszystkie kruki są czarne", jest prawdziwe tylko przypadkowo. Arystoteles powiedziałby zapewne, że o ile człowiek nie mógłby właściwie być nie-ssakiem, o tyle kruk mógłby z powodzeniem być nie-czarny. Ale, jak zauważyliśmy wyżej, chociaż Arystoteles dawał wiele przykładów przeciwieństwa pomiędzy „predy-kacją istotną" i „predykacją akcydentalną", nie sformułował ogólnego kryterium umożliwiającego określenie, które predy-kacje są istotne. Arystoteles przekazał następcom przekonanie, że ponieważ pierwsze zasady nauk odzwierciedlają takie relacje w naturze, które nie mogą być inne niż są, jest rzeczą niemożliwą, żeby zasady takie były fałszywe. Co prawda nie umiał tego stanowiska mocno ugruntować. Przekonanie Arystotelesa, że prawa naukowe stwierdzają prawdy konieczne, miało mimo to istotny wpływ na rozwój nauki. II ORIENTACJA PITAGOREJSKA Platon (428/7-348/7 p.n.e.) pochodził ze znacznego rodu ateńskiego. Pierwotnie miał ambicje polityczne, ale zraził się do rządów trzydziestu tyranów, potem zaś do przywróconej na nowo demokracji, która w 399 r. p.n.e. skazała na śmierć jego przyjaciela Sokratesa. W późniejszym okresie Platon dwukrotnie odwiedzał Syrakuzy w nadziei wychowania ich młodego władcy na odpowiedzialnego męża stanu. Starania okazały się nieskuteczne. W roku 387 p.n.e. Platon założył w Atenach Akademię. Pod jego kierownictwem instytucja ta stała się ośrodkiem badań w dziedzinie matematyki, nauki i teorii polityki. Sam Platon zajął się pisaniem dialogów, w których podejmował wiele spraw ludzkiego życia. W Ti-majosie przedstawił jako „rzecz prawdopodobną" obraz wszechświata zbudowanego według praw geometrycznej harmonii. Ptolemeusz (Claudius Ptolemaeus, ok.100-ok.178) był astronomem aleksandryjskim; o jego życiu nie wiemy prawie nic. Główne dzieło Ptolemeusza Almagest stanowi encyklopedyczną syntezę osiągnięć astronomii greckiej, syntezę uzupełnioną o nowe obserwacje. Ptolemeusz wprowadził pojęcie ruchu kołowego o jednostajnej prędkości kątowej wokół ekwantu, punktu znajdującego się w pewnej odległości od środka koła. Posługując się ekwantami jako uzupełnieniem epicykli i deferentów, potrafił przewidywać z dość dużą dokładnością ruchy planet względem gwiazd. Pitagorejski pogląd na przyrodę Zapewne nie jest możliwe, żeby uczony badał przyrodę z całkowicie neutralnego punktu widzenia. Nawet jeśli ktoś nie ma na oku osobistego interesu, z natury rzeczy widzi świat po swojemu. „Orientacja pitagorejska" to sposób postrzegania przyrody, który wywarł wielki wpływ na historię nauki. Pita-gorejczyk wierzy w realność matematycznej harmonii, obecnej w przyrodzie. Konsekwentny uczeń Pitagorasa jest przeko- 26 FILOZOFIA NAUKI nany, że znajomość tej harmonii daje wgląd w podstawową strukturę wszechświata. Galileusz, na przykład, mówi tak: filozofia jest wpisana w wielką księgę - mam na myśli wszechświat - którą wszyscy widzą, ale nie można jej zrozumieć, jeśli się najpierw nie nauczy rozumieć języka oraz interpretacji znaków, których użyto do stworzenia tej książki. Dzieło to jest napisane językiem matematyki, a znakami są tu trójkąty, koła i inne figury geometryczne, bez których istota ludzka nie jest w stanie zrozumieć z owej księgi ani słowa.1 Orientacja, o której mowa, powstała w szóstym wieku p.n.e., kiedy to Pitagoras, czy może któryś z jego następców, odkrył, że harmonie muzyczne są skorelowane z proporcjami matematycznymi. Oto przykłady: interwał proporcja oktawa kwinta kwarta 2:1 3:2 4:3 Dawni pitagorejczycy odkryli ponadto, że proporcje tego rodzaju zostają zachowane niezależnie od tego, czy tony muzyczne powstają w wyniku drgania strun czy też rezonujących słupów powietrza. W konsekwencji pitagorejscy filozofowie przyrody zaczęli „wczytywać" harmonie muzyczne w sam wszechświat. Skojarzyli ruchy ciał niebieskich z dźwiękami w taki sposób, że dało to w efekcie teorię harmonii sfer. Platon a orientacja pitagorejska Platonowi zarzuca się czasami, jakoby upowszechnił orientację filozoficzną szkodliwą dla postępu nauki. Orientacja, o której mowa, ma polegać na odwróceniu się od badania świata ! Galileusz, „The Assayer", [w]: The Controversy on the Comets of 1618 (przekł. ang. S. Drakę), University of Pennsylvania Press, Filadelfia 1960, s. 183-184. ORIENTACJA PITAGOREJSKA 27 zewnętrznego i skupieniu na kontemplacji abstrakcyjnych idei. Oskarżyciele Platona często powołują się na jego Państwo (529-30), gdzie Sokrates zaleca przeniesienie uwagi z przemijających zjawisk na niebie na ponadczasową czystość relacji geometrycznych. Ale, jak zauważył Dicks, rada Sokratesa pojawia się w dyskusji nad idealnym wychowaniem przyszłych władców. W tym kontekście Platon stara się podkreślić rolę tych nauk, które pobudzają rozwój zdolności abstrakcyjnego myślenia.2 Dlatego przeciwstawia „czystą geometrię" jej praktycznym zastosowaniom, a astronomię geometryczną - obserwacji smug światła na niebie. Każdy.się zgodzi, że Platona nie satysfakcjonowała „czysto empiryczna" wiedza o następstwie i współistnieniu zjawisk. Ten rodzaj „wiedzy" musi być przekroczony tak, aby ujawnił się ukryty głębiej porządek rozumowy. Istota podziału między interpretatorami Platona sprowadza się do odpowiedzi na pytanie, czy od poszukujących owej głębszej prawdy wymaga się odwrócenia od tego, czego dostarcza doświadczenie zmysłowe. Moja opinia jest taka, że Platon odpowiedziałby tu „nie". Jego zdaniem taką „głębszą wiedzę" można osiągnąć odkrywając wzorce, które spoczywają w ukryciu „pod zjawiskami". Jest w każdym razie wątpliwe, czy Platon wywarłby taki wpływ na historię nauki, gdyby nie był właśnie w ten sposób rozumiany przez późniejszych przyrodników. Wpływ ten przejawiał się głównie w postaci ogólnego stosunku do nauki. Przyrodnicy, którzy sami siebie nazywali „pla-tonikami", wierzyli w ukrytą racjonalność wszechświata i w ważność jej odkrywania. A czerpali z przekonań Platona, które uznawali za podobne do swoich. Tego rodzaju platonizm stanowił w późnym średniowieczu i w renesansie poważną przeciwwagę z jednej strony dla deprecjacji nauki w kręgach religijnych, z drugiej zaś dla przesadnego zajmowania się jałowymi dysputami opartymi na uznanym kanonie tekstów w kręgach akademickich. Nadto opowiedzenie się za filozofią Platona prowadziło do umocnienia się orientacji pitagorejskiej w sprawach nauki. 1 rzeczywiście orientacja ta stała się bardzo wpływowa na 2 D.R. Dicks, Early Greek Astronomy to Aristotle, Thames and Hudson, Londyn 1970, s. 183-184. 28 FILOZOFIA NAUKI ORIENTACJA PITAGOREJSKA 29 chrześcijańskim Zachodzie, w rezultacie powiązania platońskiego Timajosa z Pismem Świętym. W Timajosie opisał Platon stworzenie świata przez dobrego Demiurga, który wtłoczył wzorce matematyczne w bezkształtną pierwotną materię. Opowieść tę przyjęli także apologeci chrześcijańscy, którzy utożsamili platońskie wzorce z boskim planem stworzenia, zaś rolę „pierwotnej materii" zbagatelizowali. Dla tych, którzy zaakceptowali tego rodzaju syntezę, zadanie przyrodnika sprowadzało się odtąd do odkrywania wzorców matematycznych, według których urządzony został świat. Sam Platon wysunął w Timajosie przypuszczenie, że pięć „elementów" - cztery ziemskie i jeden niebieski - można by skorelować z pięcioma regularnymi bryłami. czworościan sześcian ośmiościan dwudziestościan dwunastościan (ogień) (ziemia) (powietrze) (woda) (materia niebieską Czworościan przyporządkowany został ogniowi, gdyż jest to bryła regularna z najbardziej ostrymi kątami, a ogień jest najbardziej przenikliwym z elementów. Sześcian przypisano ziemi, ponieważ przewrócenie sześcianu na któryś z boków wymaga więcej wysiłku niż w wypadku innych brył regularnych, a ziemia jest najbardziej „stałym" z elementów. Platon na podstawie podobnych rozumowań przyporządkował ośmiościan powietrzu, dwudziestościan wodzie, a dwunastościan materii niebieskiej. Ponadto wysunął przypuszczenie, że przekształcanie się wody, powietrza i ognia nawzajem w siebie dokonuje się wskutek „rozpadu" każdego równobocznego trójkąta sta- nowiącego ścianę regularnej bryły na sześć trójkątów o stopniach: 30-60-90,* a następnie ponownego zestawiania tych mniejszych trójkątów w ściany innych brył regularnych. Platońskie wyjaśnianie budowy materii i jej własności za pomocą figur geometrycznych tkwi mocno w tradycji pitagorejskiej. Tradycja „zachowania zjawisk" Pitagorejski filozof przyrody jest przekonany, że relacje matematyczne odpowiadające zjawiskom stanowią wyjaśnienia, dlaczego rzeczy są takie, jakie są. To stanowisko prawie od początku spotykało się z opozycją. Konkurencyjny pogląd jest taki, że hipotezy matematyczne należy odróżniać od teorii co do struktury świata. Według owego poglądu czym innym jest „zachowanie zjawisk" przez nałożenie na zjawiska relacji matematycznych, a zupełnie czym innym wyjaśnianie, dlaczego zjawiska są takie, jakie są. To rozróżnienie między fizycznie prawdziwymi teoriami a hipotezami, które zachowują zjawiska, przeprowadził w pierwszym wieku p.n.e. Geminus. Przedstawił on dwa sposoby podejścia do badania zjawisk na niebie. Jedno jest podejściem fizyka, który wyprowadza ruchy ciał niebieskich z ich istotnej natury. Drugie jest podejściem astronoma, który wyprowadza ruchy ciał niebieskich z matematycznych figur i przekształceń. Geminus stwierdza, że nie jest rzeczą astronoma wiedzieć, co jest z natury przeznaczone do pozostawania w spoczynku, a jaki rodzaj ciał jest zdolny do ruchu; on tylko wprowadza hipotezy, przy których jedne ciała pozostają nieruchome, a inne się poruszają; następnie zastanawia się, z którymi hipotezami będą zgodne rzeczywiste obserwowane na niebie zjawiska.3 * Por.: [rys.]. ! Geminus jest cytowany przez Symplicjusza, „Commentary on Ari-stotle's Physics", [w]: T.L. Heath, Aristarchus of Samos, Clarendon Press, Oksford 1913, s. 275-276; przedruk [w]: A Source Book in Greek Science, pod red. M. Cohena i I.E. Drabkina, McGraw-Hill, Nowy Jork 1948, s. 91. 30 FILOZOFIA NAUKI Ptolemeusz o modelach matematycznych W drugim wieku n.e. Klaudiusz Ptolemeusz zbudował szereg modeli matematycznych, odpowiadających każdej ze znanych wówczas planet. Znamienną cechą tych modeli jest zastosowanie kół z epicyklami i deferentami dla przedstawienia obserwowanych ruchów planet względem zodiaku. Na takim modelu planeta P krąży po epicyklicznym kole, którego środek porusza się wokół Ziemi po okręgu deferentu. Dopasowując prędkości obiegu punktów P i C, Ptolemeusz potrafił odzwierciedlić obserwowany okresowo wsteczny ruch planety. Przechodząc po epicyklu od punktu A do B planeta wydaje się z punktu widzenia obserwatora ziemskiego odwracać kierunek swego ruchu na tle gwiazd. Ptolemeusz podkreślał, że można skonstruować więcej niż jeden model matematyczny, zachowujący pozorne ruchy planet. W szczególności zwrócił uwagę na możliwość skonstruowania systemu mimośrodowego, równoważnego systemowi epicykli i deferentów.4 W modelu mimośrodowym planeta P porusza się po okręgu, którego środek - mimośrodowy punkt C - nie odpowiada środkowi Ziemi E. Ponieważ oba wspomniane modele są matematycznie równoważne, astronom może się swobodnie posługiwać tym, który mu bardziej odpowiada. W astronomii utrwaliła się tradycja, według której zadaniem astronoma jest konstruowanie modeli zachowujących przejawy, nie zaś teoretyzowanie na temat „rzeczywistych ruchów" planet. Tradycja ta wiele zawdzięcza dziełu Ptoleme-usza o ruchach planet. Sam Ptolemeusz jednakowoż nie bronił zbyt stanowczo swego stanowiska. W Almageśde nadmieniał wyraźnie, że jego matematyczne modele są tylko figurami obliczeniowymi i że nie należy sądzić, aby według autora planety rzeczywiście zakreślały epicykliczne kręgi w fizycznej przestrzeni. W późniejszym jednak dziele, Hypotheses planetarum, Ptolemeusz wyrażał zdanie, że jednak ten skomplikowany system kręgów oddaje strukturę rzeczywistości fizycznej. 4 Wykazanie po raz pierwszy tej równoważności przypisywał Ptolemeusz Apoloniuszowi z Pergi (ok. 220 p.n.e.). ORIENTACJA PITAGOREJSKA 31 epicykl deferent Model z deferentem i epicyklem Model z kołem ekscentrycznym Niezdecydowanie Ptolemeusza znalazło odbicie u Proklosa, neoplatonika z V wieku. Proklos uskarżał się, że astronomowie wypaczają właściwą metodę naukową. Zamiast deduko-wać konkluzje z oczywistych aksjomatów na wzór geometrii, fingują oni hipotezy po to tylko, żeby być w zgodzi