Isaac Newton despre metodologia științifică

Ideea centrală a metodei inductive newtoniene, așa cum rezumă în regulile sale, este că legile universale excepționale sau aproape excepționale derivă inductiv din „calități manifeste” sau „fenomene” observate și numai fenomenele observate ne pot duce la revizuirea acestor legi. În declarațiile sale metodologice oficiale, Newton se opune în mod explicit explicațiilor pur ipotetice ale filozofiei mecaniciste care stau în calea argumentului său inductiv pentru legea gravitației universale. De exemplu, Newton îi cere editorului său, Roger Cotes, să introducă un pasaj în Scholiul general adăugat celei de-a doua ediții a Principiei din 1713 – faimosul pasaj care conținea expresia „ipoteze non fingo„:

„Nu am putut deduce încă din fenomene motivul acestor proprietăți ale gravitației, și nu inventez ipoteze. Căci ceea ce nu este dedus din fenomene trebuie să fie numit o ipoteză; și ipoteze, metafizice sau fizice, sau bazate pe calități oculte sau mecanice, nu au loc în filosofia experimentală. În această filosofie experimentală, propozițiile sunt deduse din fenomene și sunt făcute generale prin inducție „(Principia, Scholium General , 943).

Argumentele raționaliste ale filosofiei mecanice, precum cele ale lui Descartes și Leibniz, speră să obțină o înțelegere a priori a relațiilor cauzale prin descoperirea microstructurii corpurilor astfel încât toate cauzele naturale să fie reduse la interacțiunea acestor părți fundamentale microscopice. Iar singura formă de interacțiune permisă acestor părți a fost impactul sau impulsul („cauza mecanică” a mișcării), considerată a fi paradigma unei conexiuni rațional inteligibile. Newton a fost acuzat de susținătorii raționaliști ai filosofiei mecaniciste de a introduce o calitate ocultă, sub forma acțiunii gravitaționale universale la distanță.

Atât Leibniz, cât și Huygens, au acceptat demonstrația lui Newton că orbitele sateliților marilor corpuri astronomice din sistemul solar respectă legea inverso-pătrată (planetele față de soare, lunile lui Jupiter și Saturn față de planetele lor, Luna față de Pământ). De asemenea, Newton era convins că legea pătrată inversă în astronomie corespunde legilor lui Kepler. Cu toate acestea, acești doi oameni de știință filosofi, profund și bine informați, au respins legea lui Newton de gravitație universală, în ciuda faptului că erau extrem de calificați să înțeleagă teoria lui Newton, că toate corpurile (și toate părțile corpurilor) se accelerează una pe cealaltă în conformitate cu legea patrată inversă și produsul maselor lor. Ei au respins această universalizare tocmai pentru că erau legați de ipoteza filozofiei mecanice (formulată mai întâi de Descartes), necesitând ca o cauză mecanică a gravitației să se reducă la impacturile microscopice exercitate de materia vortexurilor celeste. Pentru ei, legea pătrată inversă ar putea fi acceptată în astronomie prin preluarea corpurilor majore ale sistemului solar, fiecare fiind înconjurată de vartejuri care afectează numai corpurile relativ apropiate de ele, și anume, sateliții lor. Și astfel, validitatea legii invers-pătrate ar fi limitată la această regiune finită, astfel încât aceasta nu ar putea fi extinsă arbitrar de departe (accelerarea lui Jupiter față de Saturn, de exemplu, ar fi scăzut la zero). După cum a subliniat Howard Stein, adoptarea de către Newton a metodei sale inductive au negat în mod conștient de ipotezele filosofului mecanic, ceea ce i-a permis să facă pasul îndrăzneț spre universalizarea legii gravitației.

Regulile lui Newton III și IV au fost adăugate la edițiile a doua (1713) și a treia (1726) ale principiilor ca răspuns la obiecțiile filosofilor mecanici:

Regula III: Acele calități ale corpurilor care nu pot fi intenționate și remise [adică, calități care nu pot fi mărite și diminuate] și care aparțin tuturor corpurilor pe care pot fi făcute experimente, ar trebui să fie considerate calități ale tuturor corpurilor universal. (Principia, 795)

Regula IV: În filosofia experimentală, propozițiile rezultate din fenomene prin inducție trebuie considerate fie exacte, fie foarte aproape de adevăr, în ciuda oricăror ipoteze contrare, până când alte fenomene nu fac astfel de propoziții fie mai exacte, fie supuse unor excepții. (Principia, 796)

Astfel, aceste reguli precizează că metoda universalizării inductive – chiar metoda prin care este stabilită legea gravitației universale – trebuie aplicată fără interferența ipotezelor.

În explicațiile la aceste reguli, Newton descrie în mod explicit ipotezele filosofiei mecanice ca obstrucționând metoda sa. În explicația regulii III, de exemplu, Newton scrie:

”Căci calitățile corpurilor pot fi cunoscute numai prin experimente; și prin urmare, calitățile care s-au păstrat cu experimente universale trebuie privite drept calități universale. . . . Desigur, fantezile inactive nu ar trebui să fie fabricate în mod imprudent împotriva dovezilor de experimentare și nici nu trebuie să ne îndepărtăm de analogia naturii, deoarece natura este mereu simplă și mereu în concordanță cu ea însăși. Extinderea corpurilor este cunoscută numai prin simțurile noastre și totuși există corpuri care depășesc limitele acestor simțuri; dar deoarece extensia se găsește în toate corpurile sensibile, ea este atribuită tuturor corpurilor universal. Știm, prin experiență, că unele corpuri sunt grele. Mai mult decât atât, deoarece duritatea întregului provine din duritatea părților sale, noi deducem din aceasta nu numai duritatea particulelor nedespărțite ale corpurilor care sunt accesibile simțurilor noastre, dar și a tuturor celorlalte corpuri. Că toate corpurile sunt impenetrabile nu rezultă prin rațiune, ci prin simțurile noastre. Noi găsim acele corpuri pe care le manipulăm pentru a fi impenetrabile și, prin urmare, concluzionăm că impenetrabilitatea este o proprietate universală a tuturor corpurilor. Că toate corpurile sunt mobile și perseverează în mișcare sau în repaus prin anumite forțe (pe care le numim forțe de inerție), deducem din găsirea acestor proprietăți în corpurile pe care le-am văzut. . . . În cele din urmă, dacă este universal stabilită prin experimente și observații astronomice, toate corpurile de pe sau lângă pământ au gravitate (lit. sunt grele spre pământ) și fac acest lucru proporțional cu cantitatea de materie din fiecare corp și că luna gravitează spre pământ proporțional cu cantitatea materiei sale; și că marea noastră, la rândul său, gravitează spre lună și că toate planetele gravitează una către cealaltă și că există o gravitație asemănătoare a unor comete spre soare, va trebui să fie încheiată prin această a treia regulă, că toate corpurile gravitează unul față de celălalt. Într-adevăr, argumentul din fenomene va fi tot mai puternic pentru gravitația universală față de impenetrabilitatea corpurilor, pentru care, bineînțeles, nu avem un singur experiment și nici măcar o observație în cazul corpurilor cerești. Cu toate acestea, în niciun caz nu afirm asta, gravitația este esențială pentru corpuri. (Principia, 795-6)

Newton ilustrează aici folosirea metodei sale, prin descrierea mai întâi a inferenței inductive a legii universale că toate corpurile sunt extinse – care propunere, spre deosebire de Descartes, nu este considerată a fi o ipoteză a priori cunoscută numai de intelectul pur. Astfel, într-un mod foarte congenial lui Hume, Newton susține că deducem inductiv că toate corpurile – observate și nevăzute – sunt extinse numai pe baza faptului că s-a observat uniform că corpurile care sunt în gama simțurilor noastre sunt extinse.

În plus, Newton contrastează în mod explicit puterea argumentelor pentru gravitația universală în cazul impenetrabilității corpurilor cerești, pentru care, după cum subliniază el, nimeni în timpul său nu are un singur experiment sau o observație pe care să se întemeieze o inducție. Locke și Boyle, spre deosebire de Descartes, presupun că impenetrabilitatea este una dintre calitățile esențiale (primare) ale tuturor corpurilor. Într-adevăr, pentru acești filozofi mecanici empirici, proprietatea impenetrabilității este cea mai fundamentală a ceea ce ei, ca filosofi mecanici și contrar lui Newton, se consideră a fi cea mai inteligibilă formă de cauzalitate în natură fizică: mișcare prin impact sau impuls. Astfel, una dintre moralitățile regulii III este că folosirea metodei inductive este contrară unei proceduri care pornește de la presupunerea ipotetică a ideii că impenetrabilitatea este o calitate primară esențială pentru orice bucată de materie. Din perspectiva newtoniană, legile care ar putea guverna părțile ipotetice impenetrabile ale corpurilor celeste ar putea câștiga egalitate cu legea gravitației universale numai dacă cineva ar putea deduce aceste legi din observații prin metoda sa inductivă. Regula IV subliniază faptul că concluziile unei universalizări inductive din observații ar trebui considerate ca fiind adevărate sau aproape adevărate până când excepțiile observate duc la revizuirea lor. Și, în explicația regulii IV, Newton afirmă: „Această regulă trebuie urmată astfel încât argumentele bazate pe inducție să nu fie anulate de ipoteze” (Principia, 796). Legile derivate în mod inductiv din fenomene sunt considerate ca fiind cu adevărat universale (sau foarte aproape) – și astfel sunt considerate excepționale (sau foarte aproape) – până când mai multe observații duc la restricții asupra acurateței sau scopului lor. Dar nicio ipoteză mecanică (cum ar fi teoria vortexului) nu poate conduce la astfel de restricții. Numai o experiență constantă, uniformă, poate duce la revizuirea legilor naturale create în mod inductiv; iar scopul acestui întreg proces este de a conduce, în cele din urmă, la legi universale complet excepționale, în care nu sunt necesare alte restricții.

Newton distinge între statutul concluziilor universale stabilite prin dovada inductivă și propria sa procedură de folosire a experimentelor pentru a arăta probabilitatea unei presupuneri sau ipoteze. El privește propunerile dovedite sau „deduse din fenomene” și „făcute prin inducție generală” ca fiind „cele mai înalte dovezi pe care o propoziție le poate avea în această filosofie [experimentală].” Prin contrast, el neagă în mod explicit că propriile sale ipoteze (sau presupuneri) au atributele dovezilor inductive. De exemplu, într-o scrisoare către Cotes, 1713, Newton scrie:

”În geometrie, cuvântul „ipoteză” nu este luat într-un sens atît de mare încât să includă axiomele și postulatele, deci în filosofia experimentală nu trebuie să fie luate în sens atât de mare încât să includă primele principii sau axiome pe care o numesc legile mișcării. Aceste principii sunt deduse din fenomene și făcute general prin inducție: care este cea mai mare dovadă pe care o propoziție o poate avea în această filozofie. Și cuvântul „ipoteză” este aici folosit de mine pentru a semnifica doar o astfel de propoziție, care nu este un fenomen și nici dedusă din orice fenomen, ci presupusă sfără o dovadă experimentală.”

La sfârșitul unei scrisori adresate lui Boyle, februarie 1678-1679, după propunerea unor presupuneri despre eter, inclusiv despre cauza gravității, Newton scrie: „După cum s-a spus, veți observa cu ușurință: că în aceste conjecturi există vreun grad de probabilitate, la care mă refer.”

Distincția lui Newton poate fi cel mai bine ilustrată prin aprecierea stării corecte a teoriei corpusculariene a materiei în abordarea proprie. De exemplu, Newton dezvoltă o teorie corpusculară a luminii în Opticks (în special, Interogarea 29, împreună cu Interogarea 28 – încercări de a elimina ipoteza ondulatorie rivală). Dar el nu consideră că aceste interogări conțin dovezi inductive așa cum sunt caracterizate de regulile sale. El este foarte conștient de faptul că nu există nicio „deducere din fenomen” aici, contrar rezultatelor Principiei și părților anterioare ale Optici (care sunt exprimate în „definiții”, „axiome” și „propoziții”, mai degrabă decât în „întrebări”): raportul corpuscular al luminii nu se numără printre „propozițiile deduse prin inducția generală din fenomene” sau „dovezile prin experimente”. Modul în care el își concepe ipoteza corpusculară în acest fel este subliniat într-o scrisoare către Oldenburg, iunie 1672 , în care Newton răspunde unei critici din partea lui Hooke, care îl acuză de ipoteza că lumina este compusă din corpuri: „Adevărat, că din teoria mea susțin Corporeitatea Luminii; dar o fac fără o pozitivitate absolută, cum poate cuvântul să intimideze; și să o facă cel mult, ci o consecință foarte plauzibilă a Doctrinei, și nu o Supoziție fundamentală și nici o parte a acesteia; care a fost înțeles în întregime în propunerile precedente.”

Teoria lui Newton despre „Corporeitatea Luminii” arată că el nu este deloc ostil corpuscularianismului în general, în ciuda respingerii ipotezelor corpusculare ale filosofiei mecanice. Cu toate acestea, ipotezele sau presupunerile folosite de Newton însuși au un statut metodologic foarte diferit față de ipotezele filosofilor mecanici pe care el le respinge (cum ar fi teoria vortexului). Ipoteza corpusculară despre lumină a lui Newton, așa cum o exprimă scrisoarea lui Oldenburg, este doar o „consecință” plauzibilă a unei doctrine demonstrată în mod inductiv prin observații – nu o a priori fundamentală „presupunere” despre microstructura observabilă a materiei, cu care, potrivit filosofiei mecanice, toate observațiile trebuie să fie de acord. Accentul lui Newton asupra cuvintelor „consecință” și „presupunere” atrage atenția asupra exact acelui contrast între propria folosire a ipotezelor și folosirea filozofilor mecanici.

Sursa: Graciela De Pierris, Hume and Locke on Scientific Methodology: The Newtonian Legacy