Рассмотрим два бильярдных шара, которые сталкиваются друг с другом после того, как каждый из них двигался по прямой линии. Каждый бильярдный шар, сохраняет свое постоянство после столкновения и рассматривается как тот же самый шар, каким он был, потому что он удовлетворяет вышеприведенному закону внутреннего причинения. В том случае, когда нет никакого столкновения, имеется, так сказать, более высокая степень внутреннего причинения, чем когда шары сталкиваются. В большинстве случаев мы можем сказать не только то, что при данном положении шара в данный момент, в другой, более поздний момент он будет иметь некоторое положение по соседству; мы можем также сказать, что при данных положениях шара в два соседних момента его положение в третий, несколько более поздний момент будет находиться приблизительно на одной линии с двумя более ранними положениями, а его расстояние от каждого из них будет приблизительно пропорциональным истекшему времени. Это значит, что мы имеем внутренний закон скорости, а не только положения. Но когда имеет место взаимодействие, тогда нет такого внутреннего закона скорости. Таково назначение первых двух законов движения.
Если мы, наблюдая бильярдные шары, признаем, что столкновения занимают очень небольшую долю всего времени и движения, то из этого вытекает, что большую часть времени они движутся приблизительно по прямым линиям. Мы должны открыть закон, определяющий новое направление, в котором шар будет двигаться после столкновения. Если самый малый измеримый угол равен 1/n-ной одного градуса, то число измеримых разных направлений, в которых шар может двигаться, есть 360 n. Следовательно, беря любое направление, определенное со всей возможной практической точностью, мы можем думать, что предварительная вероятность, что шар начнет двигаться в этом направлении, равна 1/360 n. Это конечная величина, хотя и очень малая; следовательно, индукция из наблюденных столкновений может сделать обобщение вероятным. Это значит, что если мы признаем наш закон внутреннего причинения, то все остальное в математической теории бильярда может быть получено посредством индукции, без какого-либо дальнейшего, предшествующего опыту допущения.
В ходе вышеприведенного анализа наш закон внутреннего причинения расширился настолько, что стал включать как скорость, так и положение, правда не всегда, а в большинстве случаев. Это ведет к предположению, что случаи, когда имеет место взаимодействие, являются исключениями. Это, однако, сказано слишком сильно. Во всех случаях имеется взаимодействие между бильярдным столом и бильярдным шаром, которое мешает шару упасть. Но поскольку это есть нечто постоянное, постольку этим можно пренебречь в том смысле, что мы можем сформулировать законы движений шара без упоминания стола, хотя, если бы не было стола, эти законы не действовали бы. Если шар сталкивается с другим шаром, то мы не можем сформулировать законы его движения без упоминания другого шара, который, таким образом, в некотором смысле является причинно более важным, чем стол. Предположенное выше сводится к следующему: в большинстве случаев, приблизительно, законы, управляющие историей "вещи", не предполагают упоминания других "вещей"; те случаи, когда такое упоминание существенно, являются исключениями. Но это не предполагает, что "внутренние" законы дают больше, чем первое приближение.
"Внутренние" законы должны считаться применимыми не только к положению и скорости, но также и к другим явлениям. Докрасна раскаленная кочерга, если ее вынуть из огня, остывает постепенно, а не внезапно. Звук колокола угасает постепенно, хотя и быстро. Чрезвычайно внезапные события, вроде взрыва или вспышки молнии, косят характер исключений. Будучи исключениями, они не делают ложным предположение, что в любом данном случае чрезвычайно внезапное изменение не является вероятным. И далее, изменение в направлении изменения гораздо более способно быть внезапным в той или иной степени, чем изменение положения или качества; так именно и обстоит дело со столкновением бильярдных шаров.
Вышеприведенные положения весьма легко могут быть приведены в соответствие с атомной теорией. Казалось бы, что атом находится большую часть времени в устойчивом состоянии, то есть состоянии, в котором его история управляется внутренним законом; но приближение фотона, нейтрона или электрона может привести к более или менее внезапному изменению. Я не хочу, однако, преувеличивать это согласие или переоценивать его значение. Наши постулаты больше относятся к начальной стадии науки, чем к ее дальнейшим результатам. Теория удара, например, была очень ранней частью динамики, пользовавшейся несколько примитивной концепцией "материи". Я всегда отстаивал эту мысль, что наука необходимо начинается с законов, являющихся только первыми приближениями и применимых только в большинстве случаев, но которые вполне истинны, если не требовать от них ничего большего. Наши исходные постулаты также должны иметь этот характер приблизительности и вероятности. Они должны утверждать, что — при данных обстоятельствах — то, что происходит, вероятно, будет приблизительно таким-то. Этого достаточно для законных ожиданий, то есть ожиданий, имеющих очень высокую степень внутреннего правдоподобия. По мере развития науки ее законы приобретают более высокую степень вероятности, а также и точности. Дикарь может сказать: "Вероятно, завтра будет полнолуние". А астроном может сказать: "Почти достоверно, что завтра полнолуние наступит между 6.38 и 6.39 GMT. GMT — среднее время по Гринвичскому меридиану. Но преимущество здесь в степени, а не в роде. И повсюду исходные вероятные и приблизительные допущения остаются необходимыми.
Могут заметить, что я не ввел постулата о том, что существуют естественные законы. Я не сделал этого потому, что в любой доступной проверке форме такой постулат был бы или ложным или тавтологией. Но посмотрим, каким этот постулат мог бы быть.
В любой доступной проверке форме он должен утверждать, что при некотором данном числе наблюдений соответствующего рода можно найти формулу, из которой можно вывести что-либо в отношении некоторых других явлений. Следует отметить, что число этих наблюдений необходимо является ограниченным и что ни одно из них не может быть более точным, чем этого можно достичь с помощью существующей техники измерения. Но здесь мы снова встречаемся с трудностью, аналогичной той, с которой мы встречались, когда пытались рассматривать индукцию в качестве постулата. Трудность эта заключается в том, что при любом конечном ряде наблюдений всегда имеется бесконечное число формул, доступных проверке с помощью всех этих наблюдений. Допустим, например, что мы зафиксировали положений на небесной сфере Марса — в понедельник, Юпитера — во вторник и так далее во все дни недели; небольшая изобретательность в использовании ряда Фурье позволила бы нам сконструировать некоторое число формул, соответствующих всем упомянутым положениям, но большинство из которых оказалось бы ложным в будущем. Таким образом, оказывается тавтологией утверждение о том, что существуют формулы, соответствующие любому причинно выбранному ряду количественных наблюдений, но ложно, что формула, которая соответствует прошедшим наблюдениям, дает основание для предсказания результатов будущих наблюдений.
К постулату о существовании законов природы принято добавлять явно выраженную или молчаливую оговорку, что эти законы должны быть элементарными. Это, однако, и неопределенно и телеологично. Не ясно, что имеется в виду под "элементарностью", и, кроме того, не может быть никакого априорного основания для ожидания, что законы будут элементарными, кроме разве благоволения к ученым со стороны Провидения. Было бы неверно индуктивно утверждать, что поскольку законы, которые мы уже открыли, элементарны, следовательно, вероятно, что и все законы элементарны, ибо очевидно, что элементарный закон открыть легче, чем сложный. Правда, некоторые приблизительно верные законы просты, и никакая теория научного вывода не является удовлетворительной, если она не объясняет этого факта. Но я не думаю, что это следует объяснять с помощью возведения элементарности в ранг постулата.
Возьмем один исторически важный пример, а именно закон падения тел. Галилей с помощью небольшого числа довольно грубых измерений нашел, что расстояние, проходимое вертикально падающим телом, приблизительно пропорционально квадрату времени падения, другими словами, что ускорение приблизительно постоянно. Он предположил, что, если бы не сопротивление воздуха, оно было бы вполне постоянным, а когда спустя немного времени был изобретен воздушный насос, это предположение, казалось, подтвердилось. Но дальнейшие наблюдения навели на мысль, что ускорение незначительно изменяется с широтой, а последующая теория установила, что оно изменяется также и с высотой. Таким образом, элементарный закон оказался только приблизительным. Закон всемирного тяготения Ньютона, пришедший на смену этому, оказался более сложным законом, а закон тяготения Эйнштейна в свою очередь оказался еще более сложным, чем закон Ньютона. Подобная постепенная утрата элементарности характеризует историю большинства ранних открытий науки.
Природа и ее законы покрыты были мраком. Но Бог сказал: "Да будет Ньютон!" — и все стало ясным. Однако ненадолго. Воскликнул дьявол: "Да будет Эйнштейн!" И снова все покрыто стало мраком.