Gramatyka nauki
The Grammar of Science to książka Karla Pearsona opublikowana po raz pierwszy w twardej oprawie w 1892 roku. W 1900 roku ukazało się drugie wydanie, wydane przez Adama i Charlesa Blacków. Trzecie, poprawione wydanie zostało również opublikowane przez Adama i Charlesa Blacków w 1911 roku. Einstein polecił je swoim przyjaciołom z Akademii Olimpii . W tej książce omówiono kilka tematów, które później stały się częścią teorii Einsteina i innych naukowców, takich jak:
- względność ruchu do układu odniesienia (gwiazdy stałe) ,
- równoważność " materii " i energii ,
- fizyka jako geometria ,
- nieistnienie eteru ,
- znaczenie twórczej wyobraźni, a nie zwykłego zbierania faktów,
- antymateria ,
- czwarty wymiar ,
- zmarszczki w przestrzeni,
- względna pozycja i ruch cząsteczek oraz
- ruch ciałek jako ruch względny w polu.
Rozdział I
„Wstęp - zakres i metoda nauki”
- Celem nauki jest ustalenie prawdy w każdej możliwej gałęzi wiedzy. Nie ma sfery badań, która leżałaby poza uprawnioną dziedziną nauki. Rozróżnienie między nauką a filozofią jest zaciemnianiem.
- Metoda naukowa ma następujące charakterystyczne cechy:
- a) uważny i dokładny pomiar danych oraz „obserwacja ich korelacji i kolejności”;
- (b) odkrywanie praw naukowych za pomocą twórczej wyobraźni;
- (c) samokrytyka;
- (d) ostateczne decyzje mające jednakową ważność dla wszystkich normalnie ukonstytuowanych umysłów.
- Roszczenia nauki do naszego poparcia zależą od:
- (a) skuteczny trening umysłowy, jaki zapewnia obywatelowi;
- (b) rzuca światło na wiele ważnych problemów społecznych;
- (c) większy komfort, jaki zapewnia życiu praktycznemu;
- (d) trwałe zadowolenie, jakie daje osądowi estetycznemu.
Rozdział II
„Fakty naukowe”
- Bezpośrednie wrażenia zmysłowe tworzą trwałe wrażenia w mózgu, które psychicznie odpowiadają pamięci. Połączenie bezpośrednich wrażeń zmysłowych z towarzyszącymi im wrażeniami przechowywanymi prowadzi do tworzenia „konstruktów”, które projektujemy „na zewnątrz” i nazywamy zjawiskami lub przejawami. Prawdziwy świat leży dla nas w takich fenomenalnych konstrukcjach, a nie w cienistych rzeczach samych w sobie. „Na zewnątrz” i „wewnątrz” siebie są jednakowo ostatecznie oparte na wrażeniach zmysłowych; ale z tych wrażeń zmysłowych przez skojarzenia, mechaniczne i mentalne, tworzymy koncepcje i wyciągamy wnioski. Takie są fakty nauki, a jej dziedziną jest zasadniczo zawartość umysłu.
- Kiedy między wrażeniem zmysłowym a wysiłkiem mięśni upływa przerwa, a przerwa ta obejmuje aktywność mózgową oznaczającą odrodzenie i połączenie przeszłych wrażeń zmysłowych, mówi się, że myślimy lub jesteśmy świadomi. Świadomość czegoś zewnętrznego jest wnioskowaniem, które, jeszcze nie zweryfikowane przez bezpośrednie wrażenie zmysłowe, nazywamy „wyrzutem”; można sobie jednak wyobrazić, że może stać się przedmiotem. Świadomość nie ma innego znaczenia niż dla systemów nerwowych podobnych do naszego; nielogiczne jest twierdzenie, że cała materia jest świadoma, a tym bardziej, że świadomość lub wola może istnieć poza materią.
- Termin wiedza jest bez znaczenia, gdy rozciąga się poza sferę, w której możemy zasadnie wnioskować o świadomości, lub gdy stosuje się go do rzeczy poza obszarem myślenia, tj. .
Rozdział III
„Prawo naukowe”
- Prawo naukowe ma zupełnie inny charakter niż prawo cywilne; nie obejmuje inteligentnego prawodawcy, nakazu i odpowiadającego mu obowiązku. Jest to krótki, skrótowy opis możliwie najszerszego zakresu sekwencji naszych wrażeń zmysłowych.
- Istnieją dwa różne znaczenia prawa naturalnego: zwykła rutyna percepcji oraz prawo naukowe lub formuła opisująca pole natury. „Racja” w prawie naturalnym jest oczywista tylko wtedy, gdy mówimy o prawie w tym drugim sensie, i wtedy jest rzeczywiście umieszczana tam przez umysł ludzki. Tak więc rzekoma racja stojąca za prawem naturalnym nie pozwala nam przejść od rutyny spostrzeżeń do czegokolwiek o naturze rozumu stojącego za światem wrażeń zmysłowych.
- Fakt, że ludzka zdolność refleksyjna jest w stanie wyrazić rutynę percepcji w formułach mentalnych, może wynikać z tego, że ta rutyna jest produktem samej zdolności percepcyjnej. Zdolność percepcyjna wydaje się być selektywna i rozwinęła się w koordynacji ze zdolnością refleksyjną. O świecie poza doznaniami nauka może logicznie wnioskować jedynie o chaosie lub braku warunków poznania; żadne ludzkie pojęcie, takie jak porządek, rozum czy świadomość, nie może być w nim logicznie rzutowane.
Rozdział IV
„Przyczyna i skutek - prawdopodobieństwo”
- Przyczyna jest naukowo używana do określenia wcześniejszego etapu w rutynie spostrzeżeń. W tym sensie „siła” jako przyczyna jest bez znaczenia. Pierwsza przyczyna jest tylko stałą lub czasową granicą wiedzy. Żaden przykład, a już na pewno nie „wola”, nie pojawia się w naszym doświadczeniu arbitralnej pierwszej przyczyny w popularnym tego słowa znaczeniu.
- Rutyna percepcji nie ma żadnej nieodłącznej konieczności, ale stałe istnienie istot rozumnych wymaga rutyny percepcji; możliwość istnienia istoty myślącej ustaje wraz z ustaniem rutyny. Jedyna znana nam konieczność istnieje w sferze pojęć; rutyna w percepcji może być prawdopodobnie spowodowana konstytucją zdolności percepcyjnej.
- Dowodem w dziedzinie percepcji jest wykazanie przytłaczającego prawdopodobieństwa. Logicznie rzecz biorąc, powinniśmy używać słowa „ wiedzieć” tylko w odniesieniu do koncepcji, a słowo „ wierzyć” rezerwować dla percepcji. „Wiem, że kąt na obwodzie dowolnej średnicy koła jest właściwy”, ale „Wierzę, że jutro wzejdzie słońce”. Dowód, że naruszenie rutyny nie nastąpi w skończonej przyszłości, zależy od solidnego doświadczenia, że jesteśmy ignorantami tylko w dziedzinach, w których statystycznie wszystkie konstytucje nieznanego okazują się równie prawdopodobne.
Rozdział V
„Przygodność i korelacja - niewystarczalność związku przyczynowego”
- Rutyna w percepcji jest pojęciem względnym; idea przyczynowości jest wydobywana przez procesy pojęciowe ze zjawisk, nie jest ani logiczną koniecznością , ani rzeczywistym doświadczeniem. Możemy jedynie klasyfikować rzeczy jako podobne; nie możemy odtworzyć identyczności, ale możemy jedynie zmierzyć, jak relatywnie podobne wynika z relatywnie podobnego. Szerszy pogląd na wszechświat postrzega wszystkie zjawiska jako skorelowane, ale nie powiązane przyczynowo.
- Niezależnie od tego, czy zjawiska są jakościowe, czy ilościowe, klasyfikacja prowadzi do tabeli kontyngencji. Z takiej tabeli możemy zmierzyć stopień zależności między dowolnymi dwoma zjawiskami. Ograniczeniem takiej tabeli jest związek przyczynowy, gdy zawiera ona nieskończenie dużą liczbę „komórek”, ale w każdej tablicy zajęta jest tylko jedna taka komórka. Funkcja matematyczna powstaje, gdy pas kropek, które są faktycznym wynikiem wszelkiego doświadczenia, kurczy się w krzywą. Jest to granica czysto pojęciowa, która jest w takim samym stopniu konceptualną granicą rzeczywistego doświadczenia, gdy używamy wielości „przyczyn”.
- Intelektualna zaleta tej kategorii kontyngencji polega na tym, że postrzega ona zmienność jako podstawowy czynnik zjawisk. Determinatyzm jest wynikiem założenia „identyczności” zamiast zwykłego klasyfikacyjnego „podobieństwa” zjawisk. Zmienność i korelacja obejmują przyczynowość i determinizm jako przypadki szczególne, jeśli rzeczywiście istnieją w odniesieniu do zjawisk. Żadne z naszych obecnych doświadczeń nie usprawiedliwia jednak założenia, że nie są to ograniczenia pojęciowe stworzone przez ludzką potrzebę ekonomii myślenia i tak samo nieodłączne od samych zjawisk, jak powierzchnie geometryczne czy środki siły.
Rozdział VI
"Przestrzeń i czas"
- Przestrzeń i czas nie są rzeczywistościami w świecie zjawisk, ale trybami, w których postrzegamy rzeczy osobno. Nie są nieskończenie duże ani nieskończenie podzielne, ale są zasadniczo ograniczone przez zawartość naszej percepcji.
- Pojęcia naukowe są z reguły wytyczonymi w koncepcji granicami procesów, które można rozpocząć, ale nie doprowadzić do końca w percepcji. Można zatem prześledzić historyczne pochodzenie pojęć geometrii i fizyki. Nauka nie twierdzi, że pojęcia takie jak powierzchnia geometryczna, atom i eter rzeczywiście istnieją w zjawiskach lub poza nimi, ale są ważne jako skrócone metody opisu korelacji i sekwencji zjawisk. Z tego punktu widzenia przestrzeń i czas pojęciowy można łatwo docenić i uniknąć niebezpieczeństwa związanego z rzutowaniem ich idealnych nieskończoności i wieczności na rzeczywisty świat percepcji.
Rozdział VII
„Geometria ruchu”
- Wszystkie pojęcia, za pomocą których opisujemy i mierzymy zmianę, są geometryczne , a zatem nie są rzeczywistymi granicami percepcyjnymi. Są to formy rozróżniające i klasyfikujące treść naszego osobistego doświadczenia w mieszanym trybie ruchu. Główne formy to ruch punktowy, spin sztywnego ciała i odkształcenie. Stwierdzono, że ruch jest względny, nigdy absolutny; na przykład nie ma sensu mówić o ruchu punktu bez odniesienia do tego, jaki układ jest powiązany z ruchem punktu.
- Analiza ruchu punktowego prowadzi nas do koncepcji prędkości i przyspieszenia. Prędkość jest właściwą miarą sposobu, w jaki pozycja zmienia się natychmiastowo. Przyspieszenie jest właściwą miarą tego, jak sama prędkość jest zwiększoną zmianą. Okazuje się, że ruch jest w pełni zdeterminowany. Teoretycznie pełny opis toru i położenia w każdej chwili można wywnioskować, gdy podana jest prędkość w dowolnym położeniu i przyspieszenie we wszystkich położeniach.
- Prawo równoległoboku jako ogólna zasada łączenia ruchów jest podstawą syntezy, dzięki której złożone ruchy są konstruowane z prostych ruchów.
Rozdział VIII
"Materiał"
Pojęcie materii okazuje się równie niejasne, niezależnie od tego, czy szukamy definicji w pismach fizyków, czy filozofów „zdrowego rozsądku”. Trudności z tym związane wydają się wynikać z twierdzenia o fenomenalnym, ale niedostrzegalnym istnieniu zwykłych symboli pojęciowych. Zmiana wrażenia zmysłowego jest właściwym terminem dla percepcji zewnętrznej. Ruch jest właściwym terminem dla naszej pojęciowej symbolizacji tej zmiany. Jeśli chodzi o percepcję, pytania „co się porusza” i „dlaczego się porusza” są postrzegane jako jałowe. W dziedzinie koncepcji poruszające się ciała są geometrycznymi ideałami z jedynie opisowymi ruchami.
Aby zrozumieć, że możemy dostrzec zmianę wrażenia zmysłowego, ale możemy wyobrazić sobie tylko ruch, należy zadać trzy pytania: „Co się porusza? Dlaczego się porusza? Jak się porusza?” . Nauka może odpowiedzieć tylko na pytanie „Jak to się porusza?” . Inne są niezrozumiałe, ponieważ stwierdzamy, że materia, siła i „działanie na odległość” nie są terminami, które wyrażają rzeczywiste problemy świata zjawisk.
Rozdział IX
„Prawa ruchu”
Fizyk tworzy konceptualny model wszechświata za pomocą korpuskuł. Te ciałka są jedynie symbolami części składowych ciał percepcyjnych i nie należy ich uważać za przypominające w jakikolwiek sposób określone ekwiwalenty percepcyjne. Cząsteczki, z którymi mamy do czynienia, to pierwiastki eterowe, atomy pierwsze, atomy, cząsteczki i cząstki. Wyobrażamy sobie, że poruszają się w sposób, który pozwala nam najdokładniej opisać sekwencje naszych wrażeń zmysłowych. Ten sposób ruchu jest podsumowany w tak zwanych prawach ruchu. Prawa te obowiązują przede wszystkim dla cząstek, ale często zakładano, że są one prawdziwe dla wszystkich ciałek. Bardziej rozsądne jest jednak wyobrażenie sobie, że duża część mechanizmu wypływa ze struktury grubej „materii”.
Stwierdzono, że właściwą miarą masy jest stosunek wzajemnych przyspieszeń, a siła jest pewną dogodną miarą ruchu, a nie jego przyczyną. Zwyczajowe definicje masy i siły, jak również Newtonowskie sformułowania dotyczące praw ruchu, obfitują w metafizyczne niejasności. Wątpliwe jest również, czy zasady zawarte w obecnych twierdzeniach dotyczących superpozycji i kombinacji sił są naukowo poprawne w zastosowaniu do atomów i cząsteczek. Nadzieja na przyszły postęp leży w jaśniejszych koncepcjach natury eteru i struktury grubej „materii”.
Ogólne prawa ruchu są wyrażone jako rozszerzenia praw Newtona
Pierwsze prawo: „Każda cząsteczka w pojęciowym modelu wszechświata musi być postrzegana jako poruszająca się z należytym uwzględnieniem obecności każdej innej cząsteczki, chociaż w przypadku bardzo odległych cząsteczek uwaga, jaką się okazuje, jest niezwykle mała w porównaniu z uwagą, jaką przywiązuje się do bezpośrednich sąsiadów”.
Drugie prawo: „Zasada bezwładności”
Trzecie prawo: „Wzajemne przyspieszenie zależy od względnej pozycji”
Czwarte prawo: „Stosunek przyspieszenia A spowodowanego przez B do przyspieszenia B spowodowanego przez A musi być zawsze uważany za taki sam, niezależnie od położenia A i B oraz niezależnie od otaczającego pola”
Piąte prawo: „Definicja siły – siła B działająca na A jest równa i przeciwna do siły A działającej na B”
Rozdział X
„Nowoczesne idee fizyczne”
Rozwój nauk fizycznych w ciągu ostatnich dwudziestu lat ujawnił zjawiska, które jasno ilustrują zasady i metody z poprzednich rozdziałów. Wykazano, że newtonowski schemat dynamiki jest przybliżeniem obowiązującym tylko dla materii i naszych zmysłów. Istnieją uzasadnione podstawy, aby przypuszczać, że elektromagnetyczny schemat budowy materii okaże się znacznie bardziej wszechstronny. Istnieją jednak znaczne trudności, zwłaszcza że grawitacja dotychczas przeciwstawiała się wszelkim wysiłkom, aby dostosować ją do tego schematu, i że nie dostarczono jeszcze żadnej prostej koncepcji reprezentującej dodatnią elektryczność eksperymentu.
Zasady zachowania energii, pędu i masy stają się bez znaczenia bez eteru, który jest rzeczywistością w takim samym stopniu iw takim samym stopniu jak materia, a wtedy masa, energia, pęd są wielkościami należącymi do tej samej kategorii co siła.
Stałość masy ciała w dynamice materiałów, która jest całą podstawą eksperymentalną tej nauki, zostaje zastąpiona koncepcją, że wszystkie elektrony tego samego typu (ujemne, być może także dodatnie) mają identyczny charakter.
Eter jest ośrodkiem czysto pojęciowym, który w obecnym stanie teorii jest pozbawiony struktury, poza tym, że w odosobnionych punktach istnieją centra, w których jego właściwości są wyjątkowe. Ośrodki te poprzez swój wzajemny ruch i grupowanie stanowią model sekwencji zjawisk przyrodniczych.
Nowe światło rzuca się na nasze koncepcje czasu i przestrzeni. Są współzależne i uwarunkowane zjawiskami, do których opisu służą. Wyrażenie „ruch względem eteru” staje się bez znaczenia. Eter staje się coraz wyraźniej pojęciem w umyśle każdego obserwatora.
Wydania w druku
- Gramatyka nauki (1892), Dover Publications, wydanie 2004, ISBN 0-486-49581-7
Wydania w Internecie
- Gramatyka nauki (1900) A. i C. Black.
- Gramatyka nauki (1900) A. i C. Black.