Как всегда, новый тип микроскопов интересен из-за новых аспектов предмета, которые он может раскрыть. Изменения в показателе преломления для звука намного больше, чем для света. Более того, звук передается через совершенно непрозрачные предметы. Так, первые применения акустического микроскопа были в металлургии и в выявлении дефектов силиконовых чипов. Для биологов использование этого микроскопа также многообещающе. Акустический микроскоп чувствителен к плотности, вязкости и гибкости живой материи. Более того, сами короткие звуковые импульсы, используемые сканнером, не повреждают клетку. Следовательно, можно изучать жизнь клетки самым непосредственным способом: можно будет наблюдать изменения в вязкости и гибкости в процессе жизнедеятельности клетки.
Быстрое развитие акустической микроскопии не позволяет нам видеть направление ее развития. Еще несколько лет назад в исследовательских отчетах отвергалась сама идея ее соревнования с электронными микроскопами – довольствовались сравнением с разрешающей силой световых микроскопов. Теперь, с использованием свойств звука в сверхохлажденной твердой среде, можно соперничать с разрешающей способностью электронного микроскопа, хотя это не очень поможет исследователю живых тканей!
Так видим ли мы с помощью акустического микросокопа?
Наблюдение с помощью микроскопа
Первым шагом в технологии было наблюдение через линзу. Затем пришло наблюдение через трубу сложного микроскопа, но “смотреть в” микроскоп не обязательно. Можно изучать фотографии, сделанные с помощью микроскопа. Благодаря огромному фокусному расстоянию электронного микроскопа, естественно увидеть изображение на большой плоской поверхности, так чтобы каждый мог встать рядом и указать на то, что ему интересно. Сканирующие микроскопы обязательно создают изображение на экране или пластине. Любое изображение может быть оцифровано и передано на телевизионный экран и так далее. Более того, оцифровка замечательно подходит для устранения шума и даже для восстановления потерянной информации. Не пугайтесь технологии. При исследовании кристаллической структуры хороший способ избавиться от шума заключается в разрезе микрографии по определенному правилу, затем ее повторной склейке и перефотографировании с использованием интерференционного контраста. То есть, вообще-то мы не смотрим через микроскоп, а смотрим с его помощью. Но видим ли мы с его помощью? Было бы глупо оспаривать обыкновенное употребление слова “видеть”, особенно в свете употреблений, приводимых в конце последней главы, где говорится о “рассматривании” фермионов или “наблюдении” солнечного ядра с использованием нейтрино. Возьмем, к примеру, низколетящие реактивные самолеты, нагруженные ядерным оружием и скользящие в нескольких десятков метров от поверхности земли, чтобы избежать ловящего радара. Для пилота представляет интерес как вертикальная, так и горизонтальная шкала, поскольку ему необходимо видеть на сотни метров вниз и многие мили вдаль. Зрительная информация оцифровывается, обрабатывается и показывается на бортовом экране, расположенном на уровне головы. Расстояния сокращаются, а высота увеличивается. Видит ли пилот равнину? Конечно. Заметим, что это не тот случай, когда пилот мог бы видеть равнину, выбравшись из корабля и оглядев все вокруг. Невозможно оглядеть такое большое пространство без прибора.
Рассмотрим электронный дифракционный микроскоп, с помощью которого я получаю изображения кристаллов в обычном или обратном пространстве, в зависимости от положения переключателя. Поскольку точки изображения, создаваемого с помощью электронной дифракции, находятся в обратном отношении к атомной структуре кристалла, обратное пространство, грубо говоря, есть обычное пространство, вывернутое наизнанку. Близкое в нем становится далеким, а далекое – близким. Кристаллографы часто считают довольно естественным изучать свои образцы в обратном пространстве. Видят ли они их в обратном пространстве? Они говорят, что да, и подвергают сомнению кантовское учение о единственности пространства ощущений.
Как далеко можно развить понятие вú дения? Предположим, я беру электронную кисть и рисую на телевизионном экране аккуратную картину (a) ячейки, которую я уже изучал до этого с помощью оцифрованного и восстановленного изображения (б). Даже если я “смотрю на ячейку” в случае (б), в случае (a) я смотрю лишь на рисунок на ячейке. В чем разница? Важное отличие состоит в том, что в случае (б) существует прямое взаимодействие между источником волн, объектом и последовательностью физических событий, заканчивающихся созданием изображения объекта. Используя еще раз цитату [B], можно сказать, что в случае (б) мы имеем соответствие между исследуемым предметом и излучением, создающим изображение. Если соответствие хорошее, то (б) называется вú дением через микроскоп.
Несомненно, это весьма вольное обобщение понятия вú дения. Мы видим с помощью акустического микроскопа. Конечно же, мы видим с помощью телевидения. Но мы говорим, что мы видим покушение на убийство не с помощью телевизора, а по телевизору. Это, несомненно, идиома, унаследованная от той эпохи, когда говорили “я слышал это по радио”. Мы различаем прямую трансляцию и передачу по записи. Мы должны соблюдать различия для бесконечного количества наречий, прилагательных и даже предлогов. Но мне не известны случаи, когда слова о вú дении с помощью микроскопа вызвали бы путаницу.
Научный реализм
Если изображение есть карта взаимодействия между образцом и изображением, получаемым с помощью излучения, и эта карта хорошая, то мы говорим, что видим с помощью микроскопа. Что такое хорошая карта? Отсеяв аберрации или артефакты, карта должна представлять некую структуру в образце с помощью того же множества двух- или трехмерных отношений, которые на самом деле присутствуют в образце.
Имеет ли это отношение к научному реализму? Первым делом давайте проясним, что это отношение может быть лишь самым отдаленным. Вообразим читателя, изначально привлеченного ван Фраассеном, который считает, что объекты, наблюдаемые лишь с помощью светового микроскопа, не считаются наблюдаемыми. Такой читатель мог бы изменить свое мнение и принять эти объекты в класс наблюдаемых предметов. Но и это не затронуло бы все основные философские установки антиреализма ван Фраассена.
Но если мы сделаем вывод о том, что мы видим с помощью светового микроскопа, значит ли это, что видимые нами объекты реальны? Нет. Я сказал лишь только то, что мы не должны держаться за позитивизм и феноменологию – рутину девятнадцатого века, и должны разрешить себе говорить, что мы видим с помощью микроскопа. Такая рекомендация подразумевает сильное принятие реализма по отношению к микроскопии, но сама по себе довольно голословна. Это становится очевидным из приведенного мной фрагмента из физики высоких энергий, с его бодрым повествованием об электронном вú дении нейтрино и т.д. Физики также являются реалистами, они демонстрируют это, употребляя слово “видеть”, но это употребление не является безусловным аргументом в пользу того, что подобные объекты существуют.
Считается ли в микроскопии вопрос о реализме решенным? Нет. Мы убеждены в существовании структур, которые наблюдаются с помощью рзличных микроскопов. Наше убеждение частично возникает благодаря успехам в систематическом устранении аберраций и аретфактов. В 1800 году таких успехов не было. Биша изгнал микроскоп из своих препарационных кабинетов, поскольку в то время микроскоп не показывал структуры, которые можно было бы определенно назвать существующими в предметах. Но теперь мы в большей степени избавились от аберраций, мы устранили одни артефакты, можем не зависеть от других и всегда готовы к новым, еще не выявленным обманам. Мы убеждены в существовании структур, которые мы видим, поскольку мы можем вмешиваться в их существование физическим путем, например, с помощью микроинъекций. Мы убеждены в этом, потому что приборы, использующие совершенно различные физические принципы, приводят нас к наблюдению совершенно сходных структур в одних и тех же образцах. Мы уверены в этом благодаря нашему пониманию большей части физической теории, используемой для построения приборов, позволяющих нам видеть, но уверенность, порождаемая теорией, играет относительно малую роль. Нас больше убеждают замечательные сочетания с результатами биохимии, которые подтверждают то, что структуры, которые мы различаем с помощью микроскопа, отличаются также и определенными химическими свойствами. Нас убеждает не мощная дедуктивная теория клетки (такой и не существует), но большое количество зацепляющихся друг за друга обобщений более низкого уровня, которые позволяют нам управлять явлениями и порождать явления в микроскопе. Короче говоря, мы учимся ориентироваться в микроскопическом мире. “Новая теория зрения” Беркли, может быть, и не содержит полной истины о детском бинокулярном трехмерном зрении, но, несомненно, находится на правильном пути, когда мы входим в новые миры внутри миров, приоткрываемых для нас микроскопом.
12. Теоретизирование, вычисление,
модели, приближения
Таким образом, я отказался от идеи о том, что существует монолитная практика наблюдения. Применим ту же самую тактику к другой стороне старого дуэта теории и наблюдения. Теория – не в большей степени представляет собой единый тип вещей, чем наблюдение. Богатый, но простой пример поможет нам проиллюстрировать этот факт.