4. Понятия и операциональные определения

1 P. Bridgman, The Nature of Thermodynamics, Ch. I, p. 67.

m

циональное значение только при специальных спокойных условиях, они могут употребляться в наших постановках физических экспериментов как основные понятия; законы, управляющие действительными экспериментами, суть отношения между измерениями и справедливы только при тех спокойных условиях, при которых такие понятия, как теплота и работа, имеют свои операциональные значения. Если, например, мы применяем первый закон термодинамики к случаю с лопатками, то проводим ограничивающую поверхность вокруг области турбулентного движения «на таком расстоянии, что можно было бы явно различать тепло и работу». Затем первый закон говорит нам, что для циклического процесса увеличение тепла равно затраченной работе. С подобной ситуацией мы встречаемся во всех областях физики и фактически во всех областях науки. Все операциональные определения ограничены определенными спокойными или упрощенными условиями.

Мы можем даже пойти несколько дальше. Легко видеть, что практически операциональные определения не могут быть сформулированы в той области опыта, для которой мы не знаем физических законов.

Одним из главных возражений, которые были подняты против понятия «операциональное значение» с тех пор, как Бриджмен предложил его, является утверждение, что мы не можем, например, сформулировать операционального определения «длины», если не имеем хотя бы какого-либо понятия длины. Это возражение, по-видимому, будет иметь некоторую силу, если мы не исследуем более тщательно действительного построения операциональных определений. Начнем с примера временного различия между двумя моментами времени. Например, мы можем взять временной промежуток между началом и концом лекции, рассчитанной на один час. Операциональным определением этого часа является фиксация угла, пройденного стрелками висящих на стене часов. Угол, пройденный большой стрелкой, равен четырем прямым углам (360°). Это, однако, непроизвольное определение.

Мы должны быть уверены, что часы во всех других аудиториях показывают одно и то же время, что личные часы преподавателя и студентов тоже показывают одно и то же время. Приводятся ли часы в движение посредством гирь или действием упругих пружин— это не столь уж существенная разница. Это показывает, что операциональное определение часа посредством угла, проходимого стрелками, имеет практическое значение только в том случае, если часы всяких размеров и систем показывают одну и ту же длительность времени.

Однако многие философы и даже ученые стали бы возражать и утверждать, что, кроме всех этих определений посредством физических операций, существует еще и непосредственное ощущение времени;

с помощью определенного психического процесса мы способны определить, сколько прошло времени в течение лекции. Мы можем субъективно сравнить это время, определяемое нашим сознанием, с длительностью, приписываемой этой же лекции пружинными часами, часами с маятником или распространением света. Некоторые авторы склонны считать, что длительность временного промежутка определяемого путем непосредственного наблюдения, есть «естественная» его длительность, тогда как операциональные определения с помощью часов различных конструкций являются искусственными. Если мы, однако, постараемся вникнуть в этот вопрос глубже, то скоро признаем, что определение временного промежутка нашего субъективного ощущения времени действительно является одним из нескольких возможных операциональных определений. Если в качестве измерительного инструмента рассматривать человека, то следует сказать, чі о оценка временного промежутка, его реакция на переживание часовой лекции, точно соответствует показанию стрелки на циферблате механических часов. Существуют различные методы субъективных определений времени подобно тому, как существуют и разные типы механических часов. Определение продолжительности лекции может быть основано на степени скуки, овладевшей аудиторией, на степени физического утомления, голода, жажды или томления по приятной компании. Полезность механических часов выводится из их «согласия» с «субъективным» определением времени. Если бы студенты оказались не утомленными лекцией в такой мере, которая соответствовала бы часовой длительности по механическим часам, то операциональное определение по этим часам не имело бы практического значения. Следовательно, все операциональные определения интервалов времени, объективные и «субъективные», имеют смысл только в том случае, если два интервала, равные по одному определению, приблизительно равны также и по другому. Эти равенства, конечно, верны благодаря специфическим законам движения. Пока часы с маятником совершают определен-

Ное чйсло Колебаний, определенное Количество жидкости вытекает из контейнера, самолет или луч света проходит определенное расстояние и т. д. Однако выполнимость этих определений основана также на законах физиологии и психологии. В то время как стрелки пружинных часов проходят определенный угол, человеческое сердце выполняет определенное количество биений и присутствующие на лекции слушатели до известной степени утомляются. Из всего этого следует, что операциональные определения «временного промежутка» не предполагают предварительного существования «мысленного понятия временного промежутка». Скорее можно было бы сказать, что «мысленное» понятие временного промежутка есть в такой же мере «операциональное определение», как и физическое. Последнее было введено только потому, что определение субъективной оценки времени оказалось для некоторых целей непрактичным. Мы не могли бы поставить условие, что лекция должна длиться только до тех пор, пока слушатели не утомятся до определенной степени или пока у них не произойдет одно и то же количество ударов сердца. Эти определения длины временного интервала были бы столь же практически удобными, как и определения посредством механических часов, если бы мы знали все переменные, от которых зависят утомление, скука и частота биений сердца, и если бы мы могли сохранять некоторые из них с постоянными значениями так же, как сохраняем постоянными температуру и давление, когда определяем длину. Мы могли бы в шутку Сказать: если бы мы знали законы, с помощью которых можно было бы вычислять способности лекторов заинтересовывать различные ауди- . тории, то могли бы использовать размеры скуки, ис- i пытываемой аудиторией, в качестве операционального определения промежутка времени.

Из всего этого ясно, что всякое изменение в нашем ; познании естественных законов должно создавать из- , менение и в операциональном определении, которым , мы пользуемся. Мы знаем, например, что сжимание ? тел при движении приводит к изменению в операцио- ; нальном определении длины; это определение должно теперь содержать скорость тела, длина которого подлежит определению. Точно гак же новое знание того, как жара в аудитории действует на восприимчивость слушателей, влечет изменение в операциональном определении временного интервала по степени потери интереса, возникшей за это время. Из всего этого мы видим, что развитие операциональных определений очень тесно связано с нашим знанием физических законов.