E-mail: info@nrpsy.ru | Russia  

Что такое "ИСТИНА"?

ПОИСКИ ИСТИНЫ

истина

"Истина одна... Всё остальное либо приближение к ней, либо ложь..."

Истина поэтичнее всего, что есть в свете, особенно в самом чистом своем состоянии: мало того, даже фантастичнее всего, что мог бы налгать и напредставить себе повадливый ум человеческий. Ф. Достоевский

Если решиться пойти до конца мучительным путем сомнений, бесчисленных проверок, ошибок и неожиданных озарений, в конце, на вершине, как награда возникнет истина, стократ прекраснее самой красивой догадки.

Этот путь называется научным методом познания. Чтобы не сбиться с него, нужно не только выбрать направление, овладеть секретами мастерства, инструментами познания, созданными и отточенными усилиями многих поколений, но и воспитать в себе терпение, добросовестность, способность удивляться, умение доверять интуиции и не доверяться ей, верить в результат и упорно искать его опровержение, способность пришпорить и обуздать фантазию, признать и исправить ошибку… Главное же - научиться ощущать красоту природы и красоту логических построений.

Я хочу, чтобы вы увидели путь к истине не со стороны, а изнутри, двигаясь рядом с проводником. Возможно, не всегда я поведу вас самой простой дорогой, но это не означает, что в путь могут отправиться только избранные. Я приглашаю следовать за мной каждого, кто решится сделать усилие. «Очарование, сопровождающее науку, может победить свойственное людям отвращение к напряжению ума» - так сказал французский математик Гаспар Монж.

Не смущайтесь, если не все будет понятно, - ведь слово «понимать» имеет все оттенки от полной ясности, которая не всегда бывает и у автора, до смутного ощущения. Но даже и оно постепенно неведомыми путями

приводит к более глубокому пониманию. Не бойтесь пропустить при первом чтении сложное рассуждение, читайте дальше. Если вы не в ладах с математикой, пропускайте даже те простые формулы, которые я решился написать. Утратится многое, но не главное.

Однако, как ни упрощай, сложное простым не станет. Красоту науки нельзя увидеть на простых примерах. Говорят, что Аристотель сказал своему воспитаннику Александру Македонскому: «В математику нет царской дороги!» Я постарался отбросить несущественные трудности, а те, что остались, отражают существо дела - ведь нам придется проследить, как возникли и развивались самые сложные построения современной физики - теория относительности, квантовая теория, физика элементарных частиц…

Степень сложности вы почувствуете, взглянув на картинку в начале раздела.

Вот эти картинки.

Теперь обращаюсь к читателям искушенным.

Многие места этой книги стали бы естественнее и точнее, если бы я мог пользоваться комплексными числами. Мне было не по себе каждый раз, когда я писал «квадрат волновой функции» вместо «квадрата модуля»… Я говорил о свойствах уравнений Максвелла, Шре-дингера, Янга - Миллса, ни разу не написав их. Я старался оставлять только самые простые вычисления, чтобы не испугать читателей, несведущих в физике и математике.

Мне по необходимости приходилось вторгаться в далекие от моей профессии области. Если что-то вызовет возражение, я скажу вслед за Нильсом Бором: «Мое суждение нужно понимать не как утверждение, а как вопрос». Поскольку я физик- теоретик, эту книгу можно было бы назвать «поиски истины в физике». Но я постарался по возможности расширить рамки моей профессии.

За долгое время, что было в моем распоряжении, я написал несколько научных монографий, - в тех случаях я знал, о чем писать, и мало заботился о том, как писать. На этот раз было трудно и то и другое. Я не отважился бы оторваться от науки и взяться за научно-популярную книгу, если бы не сочувствие и постоянная помощь моих друзей: Л. Б. Окуня, А. А. Мигдала, Е. В. Нетёсовой. Приношу им глубокую благодарность.

Я не знаю, что получилось из этой затеи. Пастернак сказал: «…но пораженье от победы ты сам не должен отличать…»

НАУЧНЫЙ МЕТОД ПОЗНАНИЯ

Как ни странно, главный камень преткновения на пути общения ученых с людьми ненаучных профессий не в терминологии и даже не в сложности понятий, а в разной оценке достоверности фактов и в разном понимании задач и методов науки. Поэтому разговор о науке следует начинать не с конкретных научных результатов, а с обсуждения научного метода, который зародился в XVII веке и продолжает развиваться вместе с наукой.

Мы проследим на многих примерах, какие огромные усилия нужны, чтобы смутная догадка превратилась в научную истину, какие научные критерии позволяют отличать истинное от ложного, какими методами и правилами пользуется наука на пути к познанию и, наконец, как возникают заблуждения и почему они иногда принимают устойчивую форму, именуемую лженаукой.

ОТ ДОГАДКИ ДО ИСТИНЫ

Пора нам выяснить, что истинно, что ложно.

Коль убежденьем вас не сдвинуть ни на пядь,

Вам все воочию придется показать.

Ж.-Б. Мольер

Как догадка превращается в прочно установленную научную истину? В чем разница между научной и житейской оценкой достоверности? В чем особенность научного подхода к явлениям природы? Чтобы ответить на эти вопросы, нужно прежде всего понять, что же затрудняет общение людей, далеких от науки, с представителями точных наук.

«Другому как понять тебя?..» (Ф. Тютчев)

«Известно, что рецессивная аллель влияет на фенотип, только если генотип гомозиготен».

«Всякая точка прикосновения фильтра Коши есть предел этого фильтра».

«Инстантон - это подбарьерный переход между ва-куумами с различными топологическими зарядами».

Непонятно? Первая фраза относится к генетике и определяет различие между условно и безусловно наследуемыми признаками. Второе утверждение взято из топологии (раздел математики). Третье относится к квантовой теории поля.

Я хотел на этих примерах показать, как трудно говорить о науке с неспециалистом; еще большие трудности вносит не терминология, а непривычные понятия.

Не означает ли это, что есть такие области науки, о которых невозможно рассказать «простому смертному»? Мне кажется, что можно объяснить даже самую сложную теорию, если приложить такие же усилия, какие нужны для занятия самой наукой. Можно, устранив несущественное, разъяснить суть проблемы и воссоздать картину явления. Выделение сути полезно и для самой науки, оно всегда приводит к более ясному пониманию. Глубокая мысль выигрывает от упрощения. Однако в науке, как и в искусстве, простота требует усилий. Истинная простота дается только мастеру.

Можно избрать, как это часто делается, более легкий путь популяризации - говорить не о самой науке, а об ее приложениях, показать, что летающая машина - не меньшее чудо, чем летающая сорока.

Мой друг, грузинский физик, объяснял мне, как строятся тосты, когда за столом пятьдесят человек и тамада почти ничего о них не знает. Нужно говорить не о человеке, а по поводу, связанному с ним.

Итак, можно говорить по поводу науки.

Но гораздо более трудная и более благодарная цель - рассказать о красоте науки и скрытой за нею красоте и гармонии внешнего мира, создать «физическую картину» явления, упростить научные результаты, сохранив смысл. Для этого нужна серьезная научная работа, и выполнить ее могут только сами ученые.

Популяризация науки - хоть и трудная, но разрешимая задача, и не в этом главная сложность взаимопонимания. Наибольшие трудности, как ни странно, возникают не при обсуждении сути явлений, а при попытке объяснить, что представляет собой научный метод подхода к явлениям природы.

Научный подход начинается с определения границ области, которая включает достижения науки, не вызывающие сомнений, и границ области невозможного, того, что противоречит многолетнему научному опыту. Между этими границами лежит область явлений неизученных, но возможных. Например, можно уверенно сказать, что никакое дальнейшее развитие науки не заставит нас усомниться в том, что Земля круглая, или поверить в существование вечного двигателя, то есть в возможность грубого нарушения закона сохранения энергии.

Различие научного и житейского подходов особенно отчетливо проявляется при проведении границ достоверного и невозможного.

Стало реальностью многое из того, что еще недавно казалось чудом. Разве не удивительно, сидя дома, видеть и слышать происходящее за тысячи километров? Разве не чудо, что человеку удалось посмотреть на нашу планету со стороны? Разве можно было тридцать или сорок лет назад предвидеть, что будут созданы машины, умещающиеся на столе или даже в кармане, которые играют в шахматы, переводят на другие языки, пишут стихи и музыку, а главное - за несколько минут выполняют вычисления, для которых без них понадобились бы усилия целого поколения?

Надо ли удивляться, что в представлении людей, далеких от науки, границы стираются и все кажется возможным?

Естественно, возникают вопросы: «А знает ли сама наука, где эти границы? Не может ли произойти революция, которая перевернет все наши представления?»

Из истории и логики развития науки следует, что такой переворот невозможен.

Даже ошеломляющие идеи теории относительности не были категорическим переворотом, а возникли как следствие развития науки и опирались на прочный фундамент завоеваний прошлого. Эти идеи коснулись сравнительно узкого круга вопросов и практически не изменили установленных прежде законов механики и электродинамики тел, движущихся с обычными скоростями. Только наши знания распространились на не изученную до того область скоростей, сравнимых со скоростью света.

До теории относительности было естественно предполагать, что законы механики и электродинамики справедливы и при скоростях больших, чем те, при которых они были экспериментально установлены. Сомнения начались лишь с появлением теоретических и экспериментальных доводов, противоречащих этому предположению. Таков обычный путь развития науки. Без подобных обобщений мы не могли бы наткнуться на противоречие и не могли бы установить, что скорость света играет какую-то роль в классической механике.

Мы не знаем заранее, при каком изменении экспериментальных условий перестанет подтверждаться найденный нами закон природы. Чтобы обнаружить нарушение, следует сначала предположить самое простое: закон можно распространить и за пределы условий, при которых он был установлен. И проверять, приводит ли это к противоречию с новыми экспериментами.

Мы твердо знаем, что дальнейшее развитие науки не отменит установленных соотношений, а только выяснит область их применимости. Именно стабильность достижений науки и позволяет разграничить области достоверного и невозможного.

«Наука - это истина, помноженная на сомнение»

Однако не всегда разграничение достоверного и невозможного делалось достаточно основательно. История знает случаи, когда в оценке возможного ошибались не только люди, далекие от науки, но и сами ученые.

В начале прошлого века Французская академия вынесла постановление не рассматривать работы, содержащие описания камней, падающих с неба. Казалось, что все описания метеоритов - «небесных камней» - плод фантазии, поскольку камням неоткуда падать. Это очень опасный путь - отрицать и отметать все, что не находит объяснения.

Существует много примеров того, как предвзятые мнения тормозили развитие науки. Когда в 30-х годах готовился эксперимент по проверке закона зеркальной симметрии при бета-распаде, физики-теоретики были настолько уверены в незыблемости этого закона, что высмеяли экспериментаторов и эксперимент не был поставлен. Только в 50-х годах теоретики пришли к заключению, что закон этот может нарушаться именно при р-распаде, и опыт подтвердил их заключение.

Один из самых выдающихся физиков XX века, Вольфганг Паули, считал непреодолимым недостатком теории электронов Дирака то, что она предсказывала существование позитронов, которые тогда еще не были обнаружены.

Даже Альберт Эйнштейн не избежал подобной ошибки. После того как была создана общая теория относительности и показано, что вблизи массивных тел евклидова геометрия нарушается, Эйнштейн сделал следующий, неслыханный по смелости шаг. Он применил свою теорию тяготения к миру в целом, заменив, как это делается при изучении газа, истинное распределение масс во Вселенной на равномерное с некоторой средней плотностью материи.

Обнаружилось, что уравнения тяготения для такого мира не допускают стационарного решения. Между тем Эйнштейну хотелось получить решение, описывающее мир, замкнутый сам на себя, с независящим от времени радиусом кривизны. В этом и состояла предвзятость. Ему пришлось искусственно ввести дополнительное слагаемое, нарушившее красоту уравнений тяготения.

Примерно в это же время замечательный петроградский математик Александр Александрович Фридман (1888-1925) исследовал возможные решения уравнений Эйнштейна и пришел к заключению, что Вселенная расширяется и что наряду с замкнутой моделью Вселенной может - в зависимости от средней плотности материи- существовать и открытая модель, в которой масштабы мира неограниченно возрастают. Эйнштейн сначала раскритиковал работу Фридмана, а затем полностью с ней согласился и отказался от дополнительного члена в уравнениях тяготения. Вот что написал Эйнштейн в своей второй заметке о работе Фридмана: «Моя критика, как я убедился из письма Фридмана, сообщенного мне г-ном Крутковым (профессор Ленинградского университета, член-корреспондент АН СССР Юрий Александрович Прутков. - А. М.), основывалась на ошибке в вычислениях. Я считаю результаты Фридмана правильными и проливающими новый свет».

Эти слова стали известны Фридману незадолго до его кончины. Решение Фридмана получило экспериментальное подтверждение в 1929 году, когда американский астроном Эдвин Хаббл установил, что Вселенная расширяется.

В наше время все случаи подобных ошибок тщательно анализируются и из них делаются методологические выводы. Благодаря хорошо развитым средствам связи, в обсуждении спорных вопросов могут участвовать ученые всех стран. Поэтому сейчас научные заблуждения если и возникают, то живут очень недолго.

«Хочется верить, но нет оснований»

Наука не только устанавливает границы возможного, но и безжалостно отделяет догадки, пусть даже правдоподобные, от доказанных утверждений. Если бы не это оградительное правило, наука потонула бы в море суеверий и шатких предположений. Отделяя правдоподобное от доказанного, наука выясняет, какие утверждения требуют дальнейших исследований.

Предположение, что жизнь существует и в других мирах, не противоречит науке, и пришельцы из этих миров могли бы посетить Землю. Но нет никаких оснований утверждать, что они действительно здесь побывали. Так же как нет, по мнению специалистов, никаких оснований считать, что летающие тарелки представляют собой что-либо иное, чем явления атмосферной оптики.

Разумеется, это очень скучная должность-отрицать все необычное. Но зато в результате такого отбора яснее выступает не мнимое, а настоящее чудо. Например, ставший сейчас широко известным «парадокс близнецов».

Из теории относительности следует, что если один из близнецов отправится путешествовать на корабле, движущемся со скоростью, сравнимой со скоростью света, то, вернувшись, он окажется моложе своего брата, не совершившего путешествия. И это удивительное утверждение доказано не только теоретически, но и экспериментально. Сверхточные атомные часы, отправленные на самолете, после возвращения показали меньшее время, чем такие же часы, остававшиеся на Земле. Конечно, скорость самолета v много меньше скорости света, и потому запаздывание было небольшим. Оно составляет долю порядка v2/c2 от времени полета. Тем не менее это запаздывание (порядка 10-8 секунды) не только было установлено, но и совпало в пределах ошибок эксперимента с предсказанием теории.

Вот еще один пример. Всегда считалось, что морские фауна и флора существуют только на небольших глубинах, куда проникают солнечные лучи и возможен фотосинтез. Но недавно на дне океана на глубине нескольких километров, где нет и следа солнечных лучей, были обнаружены области повышенной температуры вулканической природы, в которых, по- видимому, в результате процессов химического синтеза появились свои фауна и флора. Докладывал об этом известный океанолог. О чудовище озера Лох-Несс и о снежном человеке он сказал: «Очень хочется верить, но нет оснований». Слова «нет оснований» означают, что вопрос изучался, и в результате изучения обнаружилось, что нет оснований доверять первоначальным утверждениям. Это и есть формула научного подхода: «хочется верить», но, раз «нет оснований», надо от этой веры отказаться.

Как рождаются легенды

Стремление к таинственному, необычному, жажда чуда заложены в природе человека так же, как и стремление к прекрасному.

Эйнштейн говорил: «Самое прекрасное и глубокое переживание, выпадающее на долю человека, - это ощущение таинственности». По мнению Эйнштейна, ощущение таинственности лежит в основе всех наиболее глубоких тенденций в науке и искусстве. Но, к сожалению, именно стремление к таинственному есть причина многих антинаучных слухов.

Ощущение таинственности питало мифологию, эпос, литературу, искусство. Восторженное ожидание чуда пронизывает средневековую философию, одушевляет искусство. Эпоха Возрождения открывает новое чудо - всемогущего, подобного богу человека. Но рядом с возвышенной мечтой существует темный мир суеверий. В то время как в большом мире создаются шедевры поэзии и живописи, когда совершается глубочайший переворот в науке, культуре, мировоззрении человека, вызванный работами Коперника, Галилея, Кеплера, малый мир занимается астрологией, гадает на трупах, вызывает демонов, зарывает в землю ослов, чтобы вызвать дождь… В наше время (говорили Ильф и Петров) тоже существуют рядом два мира - большой и малый. В большом мире строят автоматические лаборатории, которые долетают до других планет, фотографируют их, делают анализы и посылают данные на Землю. В малом мире ходят по рукам фотографии пришельцев- гуманоидов, которых, как известно, имеется три вида - неприятные внешне, совершенно неотличимые от европейцев, и гиганты, переворачивающие одной рукой тракторы на своем пути.

Можно ли поверить в магические свойства подковы, прибитой к двери? Разумеется, сама вера в примету способна так изменить поведение человека, что примета начнет действовать. Очень вероятно, что человек, ждущий неприятностей тринадцатого в понедельник, оступится именно в этот день.

Но следует ли, отвлекаясь от этого, допускать логическую связь между подковой и нашей судьбой? Это так же неоправданно, как пытаться установить связь между радиусами орбит планет солнечной системы и отношениями звуковых частот музыкальных аккордов. Если бы связь и обнаружилась, она была бы чисто случайной, поскольку явления несопоставимы - они определяются разными законами природы. Поиски подобных соотношений, простительные на заре Нового времени, в наши дни - возвращение к числовой мистике кабалистов.

Вот еще пример сопоставления несопоставимого - утверждение, что движение электронов в атоме будто бы аналогично движению планет вокруг Солнца. Но поведение электронов в атоме управляется законами квантовой механики, совершенно непохожими на законы классической механики, определяющей движение планет.

Электрические силы взаимодействия электронов с ядром в 1039 раз сильнее, чем силы тяготения, и, наконец, электроны отталкиваются друг от друга, а планеты притягиваются. Никакого основания для аналогии не существует. Внешнее сходство явлений исчерпывается тем, что сила взаимодействия между ионизированным атомом и электроном на больших расстояниях падает по тому же закону, что и сила тяготения. Заблуждение поддерживается еще и тем, что во многих книгах, содержащих описание таблицы Менделеева, для простоты рисуют электронные орбиты вместо того, чтобы в соответствии с законами квантовой механики изображать электронные облака различной формы.

Все совпадения такого рода при проверке оказываются результатами сознательной или бессознательной подтасовки фактов. Тем не менее постоянно возникают легенды, связывающие несопоставимое или, в лучшем случае, делающие это без серьезных оснований. Легенды меняются в зависимости от времени и места. Мода на спиритические сеансы появляется и пропадает, сменяясь разговорами о бескровной хирургии, Бермудском треугольнике, летающих тарелках…

Но как отличить домыслы от действительных фактов? Ведь многое из того, что ученые отрицают, подтверждается очевидцами.

Единственный, убедительный способ установить истину- поставить научный эксперимент, то есть эксперимент, проведенный специалистами, дающий повторяющиеся результаты, и подтвержденный независимыми опытами других исследователей.

Что же касается очевидцев, то к их показаниям нужно относиться крайне осторожно. Вспомним, что в прошлом веке, пользуясь показаниями очевидцев, можно было бы составить точные словесные портреты чертей разного ранга, которые могли бы удовлетворить самого требовательного сотрудника уголовного розыска. И в совершенном соответствии с научным методом старец Зо-сима в «Братьях Карамазовых» Достоевского посоветовал монашку, видевшему по ночам чертей, принять слабительное.

Разница между научной и житейской оценкой достоверности особенно отчетливо проявляется в спорах о телепатии. Но здесь следует разъяснить, что же называется телепатией. Под телепатией понимают передачу мыслей с помощью каких- либо известных или пока неизвест-

ных полей при условии, что полностью исключена возможность светового, или звукового, или какого-либо иного контакта принимающего и передающего. Поэтому гипноз не подходит под это определение и не доказывает, что телепатия существует.

В жизни каждого из нас бывают события, которые, казалось бы, следует объяснять телепатией. Способность чувствовать настроение и даже угадывать мысли близких, бесспорно, существует. И вместе с тем, по утверждениям специалистов, посвятивших себя исследованию подобных явлений, пока нет научных доказательств существования телепатии. Это означает, что, несмотря на многочисленные попытки, не было надежных экспериментов, которые исключали бы все другие возможные объяснения и давали бы повторяющиеся результаты с убедительной статистикой.

Именно поэтому большинство ученых относится к телепатии скептически.

Существует много интереснейших и малоизученных явлений, связанных с повышенной нервной и психической чувствительностью. Если вы держите за руку человека, обладающего такой повышенной чувствительностью, или даже просто стоите рядом с ним, то вы, сами того не сознавая, можете передать информацию незаметными, неконтролируемыми движениями или звуками. Вы подсознательно корректируете его действия сигналами типа «да» или «нет». Эти так называемые идео-моторные явления легко спутать с телепатией, но они, как и гипноз, вовсе не означают, что телепатия существует.

Одна из причин распространения веры в телепатию коренится в том, что близкие люди легко узнают мысли друг друга по едва заметным признакам, не отдавая себе отчета в источниках догадки.

Много лет назад, когда я был моложе и легковернее, я захотел проверить, нет ли у меня способности передавать мысли. Бросая монету, я записал большое число случайно чередующихся плюсов и минусов, соответственно тому, что выпадало - орел или решка. Я посадил моего друга, не видевшего записи, с завязанными глазами на другом конце стола, и стал «телепатировать» свой список. Глядя на плюс, я думал о чем-нибудь волнующем, а глядя на минус, представлял себе что-то нейтральное, спокойное. Второй участник должен был ставить плюс когда почувствует мое волнение, и минус.

ощутив мое спокойствие. Когда мы сверили оба листа, я был потрясен, - расположение плюсов и минусов совпало без единой ошибки! Увидев, что я отношусь к этому слишком серьезно, друг пожалел меня: «Когда ты думал о волнующем, ты сопел, и я ставил плюс, а когда дышал тихо - минус».

Неубедительность экспериментов подобного рода состоит в том, что очень трудно исключить все простые объяснения. Циклотрон не заинтересован в том, чтобы обмануть экспериментатора, но в экспериментах по телепатии роль приборов играют люди, часто заинтересованные в обмане.

В книге А. Вадимова и М. Триваса «От магов древности до иллюзионистов наших дней» рассказывается, что блестящий иллюзионист начала века Гарри Гудини предлагал большую денежную награду любому медиуму, который сможет сделать что-либо такое, чего он, Гудини, повторить не сможет. Не нашлось ни одного медиума, выступавшего в присутствии Гудини с демонстрацией телепатии или телекинеза, который не был бы разоблачен. Эксперимент по проверке способностей к телепатии должен быть поставлен целым консилиумом специалистов, в нем должны участвовать иллюзионисты, физики, биологи, физиологи, психологи, а главная роль принадлежит иллюзионистам - именно они помогут исключить более простое объяснение.

Один из источников, питающих все суеверия, - катастрофическое искажение статистики: слухи об удачных случаях широко распространяются, а неудачные остаются неизвестными. Кому интересно услышать, что предсказание гадалки не сбылось? Но если хотя бы малая часть предсказания осуществилась, то такой факт обрастает подробностями и приукрашивается.

Разумеется, эти соображения не доказывают, что телепатии нет. Они только доказывают, что ее существование неправдоподобно.

Здесь проявляется еще одна особенность научного подхода. Подобно тому как юристы исходят из презумпции невиновности, наука исходит из презумпции отсутствия чуда. Мы не обязаны доказывать, что нет странных или необычных явлений. Доказать нужно, что они есть. Поэтому, пока категорически не исключены все естественные, то есть более правдоподобные, объяснения, не следует принимать менее правдоподобные. Очень хорошо об этом сказал замечательный американский физик Ричард Фейнман: «На основании своих представлений об окружающем мире я считаю, что сообщения о летающих тарелках являются скорее результатом известной мне иррациональности мышления жителей нашей планеты, чем результатом рациональных усилий мыслящих существ с другой планеты. Первое из предположений гораздо правдоподобнее».

Задача науки - отбирать более правдоподобные объяснения и придерживаться их до тех пор, пока опыт не заставит от них отказаться. Это не означает, что следует запретить попытки обнаружить неправдоподобные явления. Фейнман говорил: «Один из верных способов остановить прогресс науки - разрешить эксперименты лишь в тех областях, где законы уже открыты».

Я был бы очень рад, если бы серьезные экспериментаторы непредвзято изучали явления такого рода, как телепатия. Можно сомневаться или не верить, что они обнаружат телепатию, но несомненно, что они откроют много других интересных явлений.

Разумеется, экспериментаторы не должны ставить задачу доказать или опровергнуть существование телепатии. Задача состоит в том, чтобы всесторонне изучить все способы возможного взаимодействия между людьми, начиная с физических полей, окружающих человека. Стремление доказать или опровергнуть часто приводит к недобросовестным экспериментам. Открытие возникает только как побочный продукт глубокого исследования.

В науке давно уже принято очень простое и убедительное предположение, что процессы, происходящие в живой природе, определяются в конечном счете законами взаимодействия электронов, атомов и молекул, установленными в физических экспериментах. До сих пор эта гипотеза подтверждалась. Более того, она оказалась настолько плодотворной, что привела к объяснению даже такого таинственного явления, как наследственность.

Но нам придется от этой гипотезы отказаться, если убедительные эксперименты докажут, что в живой природе есть процессы, не сводящиеся к физическим законам. Например, если будет обнаружено поле, не проявляющееся в физическом эксперименте. Однако, прежде чем прийти к такому важному заключению, как существование нефизических полей, передающих информацию, следует со всей возможной убедительностью установить само явление, исключив все более простые объяснения.

Надеюсь, что эти критические рассуждения не заденут чувств тех, кому дорога поэтическая сторона легенд и поверий, и не ослабят естественного интереса к таинственному и непознанному.

«…Беда, коль пироги начнет печи сапожник…»

(И. А. Крылов)

Я часто говорю: «по утверждениям специалистов». Это не означает, что я не составил собственного мнения. Я только подчеркиваю, что право на суждение остается за специалистами в данной области науки. Если вам придется слушать рассказы о Бермудском треугольнике или о летающих тарелках, вы вправе спросить у рассказчика, кто он по специальности и почему его мнению нужно доверять больше, чем мнению океанологов или специалистов по атмосферной оптике.

Для того чтобы составить мнение, необязательно самому быть специалистом. Но надо иметь достаточную квалификацию, чтобы знать, чье мнение наиболее авторитетно.

Надеюсь, никого не надо убеждать в необходимости предельного профессионализма в науке. Впрочем, любая специальность требует профессионального подхода и профессионального обучения. Никто не захочет, чтобы ему делал операцию хирург-любитель. Певец даже с очень хорошими данными делается певцом после длительного обучения. Без специального образования, пользуясь только здравым смыслом, нельзя анализировать произведение искусства, хотя, к сожалению, это часто делается. Нельзя даже сказать «плохо» или «хорошо», покуда вы не уверены, что понимаете задачи, которые ставит автор, и средства, которыми он пользуется. По поводу произведения искусства зритель или слушатель независимо от своей квалификации вправе сказать, нравится оно ему или нет. В науке даже такое заявление требует определенного уровня знаний. Нельзя сказать: «Мне не нравится теория относительности». Для этого надо хотя бы понимать смысл утверждений этой теории.

Необязательно иметь диплом об окончании университета. Профессиональные качества можно приобрести и самому. Не всякий окончивший Литературный институт - писатель, но инженер Достоевский, артиллерийский офицер Толстой, врач Чехов - профессионалы в литературе.

Профессионал - это человек, в совершенстве владеющий методом, знающий все подводные камни, опасности и секреты своего ремесла.

Профессионализм - необходимое, но, конечно, недостаточное условие, это как бы здравый смысл научной работы. Еще важнее внезапные скачки мысли, озарения, интуиция… Однако неожиданные идеи, выживающие после проверки, рождаются только на основе профессионализма.

Без профессиональных качеств не только нельзя сделать научную работу, но без них не может возникнуть сколько- нибудь разумная идея. Научная интуиция, необходимая для рождения идей, возникает в результате серьезной научной работы. В науке, так же как в цирке, сложные вещи удаются лишь на самом высоком профессиональном уровне.

Разговоры о пользе дилетантизма происходят от недоразумения: люди забывают, что, прежде чем физик становится скульптором или слесарь - писателем, они овладевают тайнами мастерства своей новой профессии.

Игривые умы дилетантов, не обременные излишними познаниями, не знают предела, им доступна любая область науки и искусства, а как романтичны бывают их построения! Ведь дух захватывает от сообщения, что основные идеи теории относительности можно найти в древнеиндийских сказаниях! Достоевский обливает фантазеров холодной водой, заявляя в «Дневнике писателя»: «Но принесите мне, что хотите… «Записки сумасшедшего», оду «Бог», «Юрия Милославского», стихи Фета, - что хотите, - и я берусь вам вывести из первых же десяти строк, вами указанных, что тут именно аллегория о франко-прусской войне или пашквиль на актера Горбунова, одним словом, на кого угодно, на кого прикажете…» Научная теория так же далека от древнего мифа, как современный реактивный лайнер от ковра-самолета.

Когда дилетантизм не выходит за рамки хобби, когда это отдых после основной работы, к тому же расширяющий кругозор, - это прекрасно. Но заниматься работой всерьез можно, только будучи профессионалом. Открытие древней Трои - редчайший случай удачи непрофессионала. Но замечательный энтузиаст Генрих Шлиман, торопясь сделать открытие, допустил уничтожение верхних слоев, и они погибли для науки навсегда.

Огорчительно, когда люди, не имеющие к науке прямого отношения, не только берутся судить о вещах, требующих профессиональных навыков мышления, но и надеются, минуя стадию обучения, совершить переворот в науке.

Имеется много профессиональных приемов, общих для всех точных наук. Есть методы, дающие возможность проверить ошибочность идеи еще до начала работы. Существуют способы разбить задачу на более легкие, которые сравнительно просто решать. После того как решена упрощенная задача, несравненно легче решать сложную. И очень важно обсуждать работу со специалистами на всех стадиях, от первой догадки до полного завершения. Но об этом позже.

Самое главное, без чего даже высокие профессиональные качества не приводят к успеху, - это способность радоваться и удивляться каждой, даже малой удаче, каждой разгаданной загадке и относиться к науке с тем благоговением, о котором говорит Эйнштейн: «Я довольствуюсь тем, что с изумлением строю догадки об этих тайнах и смиренно пытаюсь мысленно создать далеко не полную картину совершенной структуры всего сущего».

Недавно я слышал рассказ талантливой актрисы о человеке, который в присутствии многих зрителей подвешивал в пространстве ее сапог «силой духа», заявляя, что этой силы у него 9 тысяч единиц, тогда как мировой рекорд составляет только 7 тысяч.

Ежедневно на головы несведущих в естественных науках людей обрушивается поток непроверенных фактов и слухов - верить в сверхъестественное стало модой и этаким признаком утонченности. Надеюсь, что сказанное здесь поможет научиться - хотя бы отчасти - отличать разумное от неразумного, ловкий трюк от науч


ОТЛИЧИМА ЛИ ИСТИНА ОТ ЛЖИ?

Разуму не приходится выбирать, если выбор между истиной и выдумкой.

Цицерон

ной истины, чудо мнимое от подлинного чуда гармонии Вселенной.

Постараемся ответить на несколько вопросов.

Из чего складывается научный метод познания?

Как рождаются заблуждения? Каковы те малые ошибки в рассуждениях, которые приводят к антинаучным заключениям?

И наконец, как отличить научную истину от заблуждения?

«Сомнение доставляет мне не меньшее наслаждение, чем знание» (Данте)

Задачи науки лежат на границе между известным и неожиданным. Отсюда одна из главных ее черт - открытость новому, способность пересмотреть привычные представления и, если надо, отказаться от них.

Науку образуют факты, соотношения между ними и толкование этих соотношений. Факты и соотношения надо чтить, как Уголовный кодекс. Хорошо установленные факты неизменны, соотношения только уточняются с развитием науки. Но толкования фактов и соотношений, то есть представления, основанные на сознательно упрощенной картине явления, нельзя абсолютизировать. Представления, или модели, развиваются и видоизменяются с каждым открытием.

В нобелевской речи Альбер Камю сказал, что искусство шагает по узкой тропинке меж двух бездн: с одной стороны - пустота, с другой - тенденциозность. В науке такие бездны - верхоглядство и догматизм, две стороны лженауки. Верхогляды строят свои концепции, не считаясь с фактами и соотношениями, основываясь на непроверенных догадках. Догматики абсолютизируют представления сегодняшнего дня. Что опаснее - трудно сказать.

Очень часто ученые, неспособные отказаться от установившихся представлений, широко образованны в науке и даже делают хорошие работы, хотя и не выходящие за рамки общепринятого. Покуда они ограничиваются такой деятельностью, они приносят пользу. Вред начинается, когда они пытаются делать прогнозы и влияют на выбор направления поисков.

К счастью, у науки есть свойство самоочищения - обратная связь, обеспечивающая устойчивость. После нескольких неудач и догматики и верхогляды перестают влиять на развитие науки.

Двадцатый век явил удивительные примеры отказа от привычных представлений в физике: теория относительности возникла в результате пересмотра интуитивного понятия одновременности, существовавшего сотни лет. Классическая механика исходит из предположения, что явления можно описывать, задавая координаты и скорости частиц. Квантовая механика требует отказа от этого предположения.

Но не свидетельствует ли такой отказ о несостоятельности всей предшествующей науки?

«Чтобы не нарушить, не расстроить, чтобы не разрушить, а построить…» (В. Высоцкий)

Существует заблуждение, будто ценность научного открытия измеряется тем, насколько оно ниспровергает науку.

Значительность научной революции в ее созидательных, а не разрушительных возможностях, в том, какой толчок она дает развитию науки, какие новые области открывает.

Очень часто при этом основные представления предшествующей науки остаются неизменными. Бескровный переворот произошел в астрофизике с появлением радиоастрономии; в теоретической физике - с открытием «графиков Фейнмана» - способа получать соотношения между физическими величинами с помощью рисунков, которые расшифровываются в конце работы.

Физика элементарных частиц категорически изменилась за последнее время без смены основных принципов физического описания.

Но даже коренная научная революция не отменяет, а только пересматривает, переосмысливает прежние соотношения и устанавливает границы их применимости. В науке существует «принцип соответствия» - новая теория должна переходить в старую в тех условиях, при которых старая была установлена.

Стабильность науки - важнейшее ее свойство, иначе приходилось бы начинать все заново после каждого открытия.

Физики отказались от представления о тепле как о жидкости - теплороде, - перетекающей от нагретого тела к холодному, после того как была установлена эквивалентность механической и тепловой энергии («механический эквивалент тепла»). Но законы теплопроводности, установленные во времена теплорода, не изменились.

В начале XX века атомистическая теория вещества стала доказанной и общепризнанной истиной, но все соотношения «макроскопических» наук - термодинамики, гидродинамики, теории упругости - остались без изменений. Эти науки продолжали предсказывать новые явления, выяснились лишь границы их применимости.

Тогда же, в начале века, произошел переворот в наших взглядах на пространство, время и тяготение, но наука «малых скоростей» сохранилась не только в смысле принципа соответствия - она продолжала развиваться, и практически вся современная техника - ЭВМ, телевидение, радио, космические полеты, современные химия и биология - обходится ньютоновыми представлениями о пространстве и времени.

Хороший пример переплетения старых и новых идей дает история эфира (см. с. 198).

В XIX веке его наделяли сложнейшими противоречивыми свойствами для объяснения законов распространения света в пустоте и в движущихся телах. Теория относительности разрешила все противоречия эфира. Более того - исчезла необходимость в этом понятии. Однако позже выяснилось, что пустота - бывший эфир - носитель не только электромагнитных волн; в ней происходят непрерывные колебания электромагнитного поля («нулевые колебания»), рождаются и исчезают электроны и позитроны, протоны и антипротоны и вообще все элементарные частицы. Если сталкиваются, скажем, два протона, эти мерцающие («виртуальные») частицы могут сделаться реальными - из «пустоты» рождается сноп частиц.

Пустота оказалась очень сложным физическим объектом. По существу, физики вернулись к понятию эфира, но уже без противоречий. Старое понятие не было взято из архива - оно возникло заново в процессе развития науки. Новый эфир называют «вакуумом» или «физической пустотой».

История эфира на этом не закончилась.

Теория относительности строится на предположении, что в нашем мире не существует выделенной системы координат и поэтому не существует абсолютной скорости, мы наблюдаем только относительные движения. Но с открытием реликтового излучения такая система координат появилась - это система, в которой кванты реликтового излучения распределены по скоростям сферически симметрично, как частицы газа в неподвижном ящике. (Реликтовое излучение - это электромагнитные волны, возникшие примерно 20 миллиардов лет назад, когда Вселенная была горячей. Исследуя реликтовое излучение, можно увидеть Вселенную, какой она была на ранних стадиях развития.) В «новом эфире» есть абсолютная скорость, тем не менее следствия теории относительности сохраняются с колоссальной точностью в согласии с принципом соответствия.

История эфира продолжается.

Применение квантовой механики к теории тяготения привело к важнейшему результату - кроме нулевых колебаний элементарных частиц, о которых мы только что говорили, в вакууме существуют нулевые колебания поля тяготения. Но, как следует из теории тяготения Эйнштейна, изменение гравитационного поля приводит к изменению геометрических свойств пространства. Отношение длины окружности к радиусу колеблется около значения 2л, соответствующего евклидовой геометрии. Для больших радиусов эти колебания практически не наблюдаемы, но чем меньше масштаб расстояний, тем больше амплитуда «дрожаний» геометрии вакуума.

В последнее время физики-теоретики пытаются выяснить взаимное влияние этих колебаний геометрических свойств и нулевых колебаний элементарных частиц. Эйнштейн надеялся объединить тяготение и электродинамику, а такая теория пошла бы гораздо дальше - она означала бы «сверхобъединение» всех известных физических взаимодействий.

Романтика и поэзия науки не в разрушении старого, а в переплетении и проникновении друг в друга новых и прежних идей. В науке, как и в искусстве, новое не отменяет красоты старого, а дополняет ее.

Итак, наука оберегает свои завоевания. Но как устанавливаются научные истины? Один из важнейших методов - проверка теоретических предсказаний опытом.

«Штатские люди любят судить о предметах военных, даже фельдмаршальских, а люди с инженерным

образованием судят больше о философии и политической экономии» (Ф. Достоевский)

«Эксперимент есть эксперимент, даже если его поставили журналисты», - было сказано в одном из наших журналов по поводу встречи редакции с экстрасенсом, с «медиумом», как сказали бы сто лет назад. Я не встретил ни одного экспериментатора, который бы не рассмеялся, услышав эту фразу. Самое тонкое и сложное - постановка недвусмысленного эксперимента, и здесь необходим строжайший профессионализм.

Чтобы установить истину, нужно поставить научный эксперимент, то есть эксперимент, проведенный специалистами, дающий повторяемые результаты и подтвержденный независимыми опытами других исследователей. Это в равной мере относится ко всем опытным наукам - к физике, химии, астрономии, биологии, психологии… В астрономии вместо слова «эксперимент» (словарь определяет его так: проба, опыт, проверка гипотезы) принято употреблять слово «наблюдение», подчеркивающее невозможность изменить ход событий по желанию экспериментатора, но суть остается - астрономический эксперимент состоит в том, что место, время и способ наблюдения отбираются так, чтобы получить ответ на поставленный вопрос. Впрочем, в наши дни с помощью спутников стали возможны астрономические эксперименты и в обычном смысле слова.

Даже в математике при поисках доказательств

делают правдоподобные предположения, которые предстоит проверить, то есть ставят эксперимент.

В опытных науках процесс доказательства никогда не прекращается, поскольку постоянно расширяются границы, в которых проверяется правильность предположения.

Вот пример астрономического эксперимента. Согласно классической, ньютоновой механике планеты должны двигаться по эллипсам, причем оси эллипса неподвижны в пространстве. Это было проверено многочисленными наблюдениями траектории Меркурия. Было доказано, что предсказание теории Ньютона выполняется с колоссальной точностью: орбита Меркурия хотя и поворачивается, но крайне медленно - один оборот за три миллиона лет. Одновременно с блестящим подтверждением предсказаний классической механики возник и парадокс - надо было объяснить это малое, но принципиально важное отклонение от ньютоновой теории, согласно которой орбита строго неподвижна. Объяснение появилось только после создания теории тяготения (общей теории относительности), которая позволила вычислить угловую скорость вращения орбиты, выразив ее через постоянную тяготения, массу Солнца и скорость света. Это один из удивительных примеров красоты науки ¦- теория связала воедино такие разнородные явления, как тяготение и распространение света.

Даже в физике, химии и астрономии не всегда удается повторить условия эксперимента. Как быть с биологией или психологией, где объекты отличаются друг от друга? Можно ли там требовать повторяемости и воспроизводимости результатов? Да, можно и нужно - без этого нет науки! Разумеется, здесь гораздо труднее поставить недвусмысленный эксперимент, но зато не требуется той неслыханной точности, которая необходима была, чтобы обнаружить астрономические отклонения от классической механики. В этих науках, по крайней мере на их современной стадии, часто довольствуются не количественными, а качественными результатами.

Биологические объекты, конечно, не столь одинаковы, как молекулы, но общность биологических соотношений поразительна! Эта общность, сходство соотношений позволяет установить закономерности и является основой науки. Законы генетики были открыты Грегором Менделем на горохе и Томасом Морганом на дрозофиле, а оказались применимыми ко множеству биологических объектов.

Даже разброс свойств может быть объектом научного, то есть повторяемого, эксперимента. Можно изучать статистические характеристики объектов, измеряя вероятность появления того или иного признака.

Нужно сказать, что любой тонкий эксперимент, к какой бы области науки он ни относился, плохо повторяем. В физике, когда изучаемый эффект сравним с фоном мешающих явлений, приходится делать многократные измерения и «набирать статистику», чтобы результат стал достаточно убедительным.

Большинство заблуждений и суеверий возникает как следствие поспешных выводов из неубедительных экспериментов. Но что считать убедительным? Надо ли доверять тому, что видишь своими глазами?

«Я видел утку и лису, Что пироги пекли в лесу, Как медвежонок туфли мерил И как дурак всему поверил»

(Английская детская песенка)

Что, если вы увидите своими глазами, как экстрасенс летает по комнате? Я бы прежде всего постарался исключить наиболее правдоподобные объяснения - ловкий фокус, галлюцинация, гипноз, обман зрения. Все это несравненно более вероятно, чем нарушение хорошо проверенных законов тяготения. Увидев неправдоподобное, протрите очки!

Стакан может внезапно подпрыгнуть на метр под действием ударов молекул стола, которые случайно задвигались в одном направлении. Вероятность этого ничтожно мала. Когда замечательного польского физика-теоретика Мариана Смолуховского спросили, что бы он сказал в этом случае, он ответил: «Я сказал бы: несравненно более вероятно, что я ошибся».

Удивительная доверчивость, с которой люди относятся к поразительным рассказам, основана на свойственном человеческой психике стремлении столкнуться с необычным. Мы применяем разные критерии здравого смысла в практической жизни и в оценке правдоподобности чуда. Все удивляются тому, что показывает Ако-пян, но никто не считает это чудом. Тот же фокус, проделанный экстрасенсом в полутемной комнате, объявляется сверхъестественным событием.

Есть предметы, которые ведут полумистическое существование: ножницы, авторучки, книги… Они мгновенно исчезают из поля зрения. И все-таки нет оснований считать, что мы сталкиваемся со сверхъестественными силами - рано или поздно пропажа находится.

Если у нас пропадет книга, нам и в голову не придет, что она перешла в другое состояние, что ее силой духа увел библиофил-экстрасенс или позаимствовал любознательный инопланетянин. Мы ни за что не поверим, что ваза разбилась «сама», но готовы поверить, что можно согнуть вилку силой духа. Даже дети сейчас менее легковерны, и Карлсону, который живет на крыше, пришлось обзавестись мотором с пропеллером. Взрослый не верит в Карлсона, но верит в инопланетянина, который одной рукой переворачивает трактор.

В спорах о летающих тарелках, управляемых гуманоидами, существует постоянная передержка: адепты инопланетян обвиняют ученых в том, что они будто бы отрицают само существование НЛО. Но специалисты и не думают с этим спорить, они лишь утверждают, что летающие тарелки - это явление атмосферной оптики, атмосферного электричества и что пока нет ни малейших оснований считать их космическими кораблями.

А как быть с показаниями очевидцев?

Есть случаи, когда без них нельзя обойтись. Шаровая молния не получена в лаборатории, и пока нет научных экспериментов, изучающих ее свойства. Несмотря на то что очевидцы - ненадежный источник информации, мы убеждены, что шаровая молния существует: свидетельства сходятся. Что же касается ее свойств, то они выяснятся только после научно поставленных экспериментов.

Описания инопланетян не менее разнообразны, чем описания привидений. Говорят, будто, по американской статистике, женщины, как правило, встречают гуманоидов с воинственной планеты Марс, а мужчины - гуманоидок со сладостной Венеры.

Юристы хорошо знают, как неопределенны показания очевидцев. Вот что говорится о Воланде в романе Михаила Булгакова «Мастер и Маргарита»: «Впоследствии, когда, откровенно говоря, было уже поздно, разные учреждения представили свои сводки с описанием этого человека. Сличение их не может не вызвать изумления. Так, в первой из них сказано, что человек этот был маленького роста, зубы имел золотые, хромал на правую ногу. Во второй - что человек был роста громадного, коронки имел платиновые, хромал на левую ногу. Третья лаконически сообщает, что особых примет у человека не было».

В одном из рассказов Анатоля Франса говорится, как однажды под окнами английского историка, политического деятеля, мореплавателя XVI века Уолтера Рэли, работавшего над рукописью своей «Всемирной истории», началась драка. Назавтра, когда он заговорил об этой сцене со своим другом, свидетелем и участником ее, тот опроверг все его наблюдения. Сделав отсюда вывод, как трудно разобраться в событиях прошлого, когда и настоящее разные люди видят по-разному, он бросил свою рукопись в огонь.

Итак, свидетельства очевидцев нужно принимать так, как они того заслуживают, как источник информации, требующий научного подтверждения и исследования.

Как рождается вера в возможность сверхъестественного? Одна из причин - желание увидеть чудо или хотя бы услышать о нем. Поэтому все случаи удачных предсказаний, таинственных явлений, вещих снов хранятся в памяти, приукрашиваются, а неудачные случаи забываются. Создается ощущение, что странных явлений гораздо больше, чем должно было быть в силу совпадения случайностей.

Но, может быть, главная причина нашей веры в чудеса - необыкновенные резервные возможности человека, проявляющиеся иногда в форме удивительных способностей. Есть люди, чувствующие ничтожные повыше-

ния температуры, которые оставляет на бумаге след человеческого пальца. Быть может, в этом объяснение способности распознать заболевание, проводя руками вблизи тела. Известно, что возле больного органа температура несколько выше. Взломщики сейфов чувствуют кончиками пальцев малейшие толчки механизма и разгадывают шифр. Казалось бы, невозможно объяснить естественными законами то, что удается сделать искусному эквилибристу. Легко представить себе, что чувствительный человек угадывает ваши желания по мельчайшим признакам, которые незаметны для вас и для него самого. Он часто убежден, что получает эти ощущения таинственным путем, с помощью биополя.

Воля гипнотизера влияет на поведение другого человека - как часто при этом забывают, что приказ передается не с помощью сверхъестественных полей, а интонацией или движением рук. Когда говорят, что экстрасенс излечил больного, то обычно предполагают, что энергия врачевателя через его руки передается пациенту. Между тем заметной энергии из рук исходить не может: это противоречит физическим законам. Но движениями рук можно заставить больного мобилизовать свою собственную энергию.

Таковы механизмы распространения веры в сверхъестественные явления. Подобным образом возникают и антинаучные утверждения, питающие лженауку.

Но даже хороший эксперимент устанавливает только факты. Науку же составляют не только факты, но и соотношения между ними, а главное, систематизация этих соотношений с помощью сознательно упрощенной модели явления. Лишь после того как возникает стройная система представлений - теория, - возможно предсказание новых явлений. А для создания теории необходим не меньший профессионализм, чем для постановки научного эксперимента.

Как создаются теории

Опытные науки развиваются с помощью правдоподобных предположений, которые предстоит проверить.

Приятель Винни-Пуха поросенок Пятачок так рассуждает перед охотой на неизвестного зверя Слонопотама: «А идет ли Слонопотам на свист? И если идет, то зачем? И любит ли он поросят? И как он их любит?»

Так осмысливаются факты. С этого начинается тео-

рия. Великий французский математик Анри Пуанкаре сравнивал собрание разрозненных фактов с грудой камней, из которых предстоит построить здание. Чтобы получить возможность предсказывать, из фактов нужно вывести упрощенную модель, или теорию, явления. Затем эту модель надо подвергнуть жестокой проверке, испытать ее на прочность, как гнут палку, пока та не сломается. Когда модель наконец не выдержит проверки, нужно попытаться построить новую теорию, учитывая и те факты, которые были раньше, и те, которые появились в ходе проверки.

Когда оказывается, что убедительно построенная теория противоречит вновь появившимся данным, происходит скачок в развитии науки. И экспериментаторы должны не только испытывать теорию, но и искать противоречащие ей факты.

Это так же эффективно, как выметать лужи метлой, по обычаю дворников. И хотя вода проходит между прутьями, после нескольких взмахов от лужи не остается и следа.

Как рождаются и развиваются теории? Вот история одной из них - закона всемирного тяготения.

Идея о том, что сила, заставляющая планеты двигаться вокруг Солнца и яблоко - падать с дерева, имеет одну и ту же природу, высказывалась многими учеными и философами. Легенда об упавшем яблоке, которое навело Ньютона на идею об универсальности тяготения, наивна - эта идея в то время повторялась на все лады. За много лет до Ньютона Иоганн Кеплер пытался доказать, что планеты движутся не по прямой, а по эллипсам под действием силы притяжения Солнца.

Почему же закон всемирного тяготения называют «законом Ньютона»? Справедливо ли это?

Любая общая идея приобретает ценность, только если она подтверждена научными доводами, и честь открытия принадлежит тем, кто способствовал превращению этой идеи в доказанную истину. Как часто об этом забывают изобретатели общих идей!

В поэтических и туманных образах древних сказаний можно усмотреть идею расширяющейся Вселенной, научно обоснованную в XX веке н блестяще подтвердившуюся с открытием реликтового излучения. Имела ли эта идея какую-либо научную ценность, повлияла ли она на создание теории тяготения Эйнштейна? Разумеется, нет. В море смутных и случайных утверждений всегда можно выловить нечто, подтвердившееся дальнейшим развитием науки.

Ньютон был первым, кто превратил общую идею всемирного тяготения в физическую теорию, подтвержденную опытом.

В чем состояла задача? Надо было объяснить, почему планеты движутся по эллипсам с фокусом в месте нахождения Солнца и почему кубы радиусов орбит пропорциональны квадратам периодов обращения. Эти соотношения - «законы Кеплера» - были найдены из анализа астрономических наблюдений и оставались без объяснения много лет. Ньютон доказал, что эти законы следуют из предположения, что между двумя массами действует сила, пропорциональная произведению масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между телами.

Но и после введения силы тяготения нужно было преодолеть колоссальные по тому времени математические трудности, чтобы получить количественное объяснение движения планет.

Помимо эллиптического движения планет, теория объяснила и слабые отклонения от этого закона, вызван-

ные влиянием соседних небесных тел. Ньютон вычислил возмущения движения Луны под влиянием Солнца и построил теорию приливов, которые он объяснил лунным притяжением.

Ньютону пришлось предположить, что законы механики, найденные Галилеем для тел малой массы, движущихся с малыми скоростями, применимы и для небесных тел. Эта гипотеза с огромной точностью подтвердилась сравнением многочисленных предсказаний теории тяготения с опытом.

В 1687 году вышла книга Ньютона «Математические начала натуральной философии». Это событие можно считать началом теоретической физики.

Ньютон, как и многие другие ученые того времени, безуспешно пытался объяснить тяготение движениями эфира. Но эти попытки были обречены на неудачу - понадобилось более 200 лет развития физики и математики, чтобы стало возможным создание теории Эйнштейна, связавшей тяготение с геометрическими свойствами пространства. Согласно этой теории законы обычной механики нарушаются вблизи массивных тел и при больших скоростях. Одно из предсказаний новой теории тяготения мы уже обсуждали - это вращение орбиты Меркурия. Были подтверждены на опыте и многие другие следствия теории.

Выбор направления

Законы в опытных науках в отличие от математики справедливы с той или иной вероятностью и с той или иной точностью. Если соотношение хорошо проверено на опыте, вероятность заметного отклонения от него ничтожно мала, и мы можем считать закон достоверным. Мы всегда понимаем достоверное как справедливое с вероятностью, близкой к единице.

Когда мы говорим, что хорошо установленная истина отличима от заблуждения, можно было бы добавлять: «с подавляющей вероятностью». Но приходилось бы делать это слишком часто. Говоря: «завтра наступит день», надо было бы добавить: «…если, конечно, Земля не столкнется с небесным телом или не будет взорвана инопланетянами, которых в последнее время многовато развелось». Вероятность того, что паровоз подпрыгнет и сойдет с рельсов в результате согласованных ударов молекул, сравнима с вероятностью подпрыгнувшего стакана, о которой говорил Смолуховский, - мы не считаемся с этим и спокойно садимся в вагон.

Здравый смысл, которым мы пользуемся в практической жизни, руководствуется разумной оценкой вероятности того или иного события.

Наш «психологический компьютер» - интуиция - мгновенно учитывает все возможные мотивы, условия и последствия действия. Прежде чем погладить незнакомую собаку, мы оцениваем ее настроение, рост и вес, смотрим, торчат или висят ее уши, виляет ли она хвостом или держится настороженно, действуем далее в соответствии с оценкой, и опасность быть покусанным составляет лишь 10-20 процентов.

Увидев в темной подворотне подозрительную личность, нетвердо стоящую на ногах, мы снова производим мгновенную операцию, учитываем, насколько глубоко он погружен в размышления, как держит равновесие; при определенном навыке можно даже оценить, что именно он пил - шампянское или сомнительный напиток под названием «Золотая осень», - потом мы ищем другую дорогу или спокойно проходим мимо.

Придя на рынок и увидев продавца, небрежно манипулирующего гирями и кривыми тарелками видавших виды весов, следует сделать хотя бы самую грубую оценку веса и стоимости покупки.

В одном случае «компьютер» спасает нам жизнь, в другом - уберегает от невыгодных поступков.

Здравый смысл и интуиция определяют выбор направления поисков. Прежде чем разрывать навозную кучу, надо оценить, сколько на это уйдет времени и какова вероятность того, что там есть жемчужина. Именно поэтому так мало серьезных ученых, занимающихся поисками крайне неожиданных явлений вроде телепатии. Неразумно прилагать большие усилия, если согласно интуитивной оценке вероятность удачи ничтожно мала. Ведь пока нет сколько-нибудь убедительных для ученого теоретических или экспериментальных указаний на само существование телепатии. Зато после первого же научного результата в эту область устремились бы громадные силы. Так и должна развиваться наука. Мы сознательно проходим мимо мест, где, может быть, и можно найти клад, и направляемся туда, где вероятность найти его, по нашей оценке, наибольшая. Иначе не хватит сил на продвижение вперед.

Интуитивная оценка вероятности успеха всегда субъективна и требует научного опыта. К сожалению, ничего лучшего для выбора разумного направления поисков, чем научные конференции, семинары и обсуждения со специалистами, придумать пока не удалось.

Вот краткое заключение наших рассуждений о научном методе исследования: схема научного познания выглядит так: эксперимент, правдоподобные предположения, гипотезы, теория - эксперимент - уточнение, проверка границ применимости теории, возникновение парадоксов, теория, интуиция, озарение - скачок - новые гипотезы и новая теория - и снова эксперимент-Научный метод, в основе которого лежит объективность, воспроизводимость, открытость новому, - великое завоевание человеческого разума. Этот метод развивался и совершенствовался и был отобран как самый рациональный - из требования минимума потерь времени и идей. Уже более трех веков наука руководствуется им, и при этом ничего не было загублено.

Неизбежный элемент любого развития - заблуждения, но научный метод придает науке устойчивость, заблуждения быстро устраняются силами самой науки.

Критики научного метода любят приводить исторические примеры заблуждений и давать рецепты, как можно было бы их избежать. Они уподобляются жене из старой одесской поговорки: «Я хотел бы быть таким умным, как моя жена потом».

Какими инструментами пользуется наука в процессе познания? Разумеется, прежде всего здравым смыслом и законами логики. Но, кроме вытекающих из этого и общих для всех сфер исследования методов, в естественных науках были развиты и проверены на опыте принципы, позволяющие избегать ошибок и быстрее приходить к цели. Некоторые из них мы уже упоминали, поговорим о них более подробно.

ИНСТРУМЕНТЫ ПОЗНАНИЯ

…Красота - не прихоть полубога, А хищный глазомер простого столяра.

О. Мандельштам

Принцип причинности: причина предшествует следствию. Мы увидим, что причинность физических явлении действительно может быть проверена на опыте.

Любая теория должна удовлетворять принципу соответствия: переходить в предшествующую, менее общую теорию в тех условиях, в которых эта предшествующая была установлена. Этот принцип отражает преемственность науки, мы обсуждали его в предыдущем разделе.

Принцип наблюдаемости, который сыграл такую важную роль в становлении физики XX века: в науку должны вводиться только те утверждения, которые могут быть хотя бы мысленно, хотя бы в принципе проверены на опыте. Впрочем, как станет ясно, это требование нельзя применять без оговорок.

В трудный период становления квантовой механики, период мучительных споров, вызванных противоречием между вероятностным характером предсказаний новой теории и однозначной причинностью классической физики, Нильс Бор ввел принцип дополнительности, согласно которому некоторые понятия несовместимы и должны восприниматься только как дополняющие друг друга. Так, измерение координаты частицы делает неопределенным понятие скорости. Идея дополнительности позволяет понять и примирить такие противоположности, как физическая закономерность и целенаправленное развитие живых объектов.

Древние говорили: «Natura поп fecit saltis» («Природа не делает скачков»). Это означает, что величины, встречающиеся в природе, - непрерывные функции других величин. Скачки, которые возникают в теориях, - результат разумной идеализации процессов, в реальности скачки хоть мало, но заглажены. С этим характером физических функций связана целая область теоретической физики, которая изучает так называемые «аналитические свойства» физических величин.

Требование красоты научной теории, как мы увидим, также есть один из принципов познания. Одно из проявлений красоты в физике - свойства симметрии законов природы, например, неизменность уравнений электродинамики при переходе к движущейся системе координат или при изменении знака времени. Свойствам симметрии будет посвящена целая глава; мы увидим, что каждому типу симметрии соответствует свой закон сохранения.

Законы сохранения дают нам в руки могучий способ проверки правильности результатов - достаточно увидеть, что в предлагаемой теории нарушается хорошо установленная симметрия, как это тут же послужит основанием для серьезных сомнений в правильности теории. Так, закон сохранения энергии - следствие однородности времени - есть хорошо проверенное на опыте очень общее свойство природы. Когда мы сталкиваемся с нарушением закона сохранения энергии в какой-либо теоретической конструкции, мы считаем ее неверной. Это дало право Французской академии наук принять решение не рассматривать никаких проектов «вечного двигателя». В следующей главе в разделе «Секреты ремесла» мы увидим, как, пользуясь симметрией, можно сразу же обнаружить ошибку в рассуждениях.

Обсудим более внимательно принципы причинности, наблюдаемости и дополнительности.

Яйцо из курицы или курица из яйца?

Что раньше - причина или следствие? Наш повседневный опыт дает однозначный ответ на этот вопрос,

но можно ли этому доверять? Как сделать строгую проверку? Как ни странно на первый взгляд, сомнение правомерно и проверка может быть сделана. Причина действительно предшествует следствию. А на вопрос, поставленный в заглавии, ответить нельзя.

Если свет рассеивается на каком-нибудь теле, то, конечно, рассеянная волна вызвана падающей. Если падающая волна имеет вид короткого импульса, то и рассеянная волна будет иметь похожий вид. Если есть причинность, следствие должно быть после причины, и всплеск рассеянной волны должен быть сдвинут относительно падающего всплеска. Отсюда уже строго математически выводят, что интенсивность рассеянной волны должна быть связана простым соотношением с поглощающей способностью рассеивателя. Такая связь называется «дисперсионным соотношением». Вместо того чтобы проверять сдвиг всплеска, можно проверить выполнимость этого соотношения. И эта связь действительно проверялась на опыте. В пределах ошибок эксперимента не обнаружилось нарушения причинности: следствие возникает после причины. Тот факт, что проверка могла быть сделана, и показывает логическую оправданность сомнения. Всякое содержательное утверждение может быть подтверждено или опровергнуто, в этом доказательство его содержательности. То, что не требует проверки, относится к тривиальным истинам.

Существует еще одна проверка, тоже на первый взгляд ненужная. Если какое-либо событие с той или иной вероятностью приводит к нескольким следствиям, то сумма всех вероятностей должна равняться единице, то есть хоть что-нибудь, да непременно произойдет. В квантовой механике данное утверждение выглядит немного сложнее. Там складываются не вероятности, а амплитуды волновой функции, квадрат которой дает вероятность. Грубо говоря, складываются корни из вероятностей. Но и в этом случае должно соблюдаться требование, чтобы полная вероятность всех событий равнялась единице. Отсюда вытекает определенное соотношение между наблюдаемыми величинами, и оно может быть проверено на опыте. Называется такое свойство «унитарность» (единичность). Если бы условие унитарности нарушалось, это означало бы либо несостоятельность теории, либо необходимость углубления понятия вероятности. Пока мы не сталкивались с нарушением унитарности.

Не насиловать природу, а спрашивать ее

Опасность введения предвзятых понятий, основанных на повседневном опыте, была ясна уже Галилею, который в «Разговорах» призывает к «меньшей доверчивости к тому, что на первый взгляд представляют нам чувства, способные нас легко обмануть… Лучше… постараться посредством рассуждения или подтвердить реальность предположения, или разоблачить его обманчивость».

В начале XX века этот призыв превратился в требование наблюдаемости вводимых понятий. В 1905 году Эйнштейн, создавая теорию относительности, начал

с анализа понятия одновременности. Это понятие раньше вводилось в науку интуитивно без указаний на какой-либо, хотя бы принципиально, возможный способ проверки. Эйнштейн задался целью выяснить, является ли понятие одновременности относительным, то есть изменяется ли оно при переходе к движущейся системе координат. Совпадает ли понятие одновременности для наблюдателя, стоящего на земле, и наблюдателя, равномерно движущегося относительно нее?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно было дать способ физического определения одновременности. Эйнштейн предложил следующее: две вспышки света в точках А и В считаются одновременными, если свет от них приходит в точку, лежащую посередине, одновременно. Из этого определения немедленно вытекает, что события, одновременные для неподвижного наблюдателя, не одновременны для наблюдателя, движущегося относительно платформы, на которой выбраны точки А и В. Действительно, пусть платформа проносится мимо нас в сторону от А к В. Если в средней точке платформы обе вспышки были получены одновременно, то наблюдатель на платформе скажет, что вспышки в А и В произошли одновременно, тогда как неподвижный наблюдатель будет считать, что одна вспышка произошла позже - ведь средняя точка движется навстречу свету, и вспышке от В до середины приходится пройти меньшее расстояние, чем вспышке от А.

Итак, одновременность оказывается понятием относительным. Но если так, то и длина, скажем, какого-нибудь стержня тоже оказывается относительной, ведь для того, чтобы установить ее, нужно одновременно измерить положение левого и правого концов. Когда такое измерение будет делать физик, находящийся на платформе, неподвижный наблюдатель увидит, что он измеряет левый и правый концы не одновременно. Правильное, с точки зрения неподвижного наблюдателя, значение будет отличаться от значения, определенного движущимся наблюдателем.

По существу, вся частная теория относительности возникает как следствие последовательно проведенного принципа наблюдаемости. Единственное, на чем мы основывали рассуждения, - независимость скорости света от движения источника, а это следует из уравнений Максвелла и с большой точностью было проверено на опыте Альбертом Майкельсоном в 1881 году. Простые алгебраические вычисления привели Эйнштейна к объяснению лоренцова сокращения: длина движущегося со скоростью v предмета / сокращается в направлении движения по сравнению с длиной неподвижного /0:/=/0]/1-v2/c2. У Лоренца это сокращение получалось из сложного расчета электродинамических сил, действующих между движущимися зарядами, а эйнштейновский результат - всеобщий, не зависящий от устройства тел, он является следствием свойств пространства и времени, общих для всех явлений. Аналогично интервал времени t в движущейся системе удлиняется по сравнению с интервалом t0 между теми же событиями, измеренными в неподвижной системе t=t0/sqrt(l-v2/c2). Эта формула с большой точностью проверена на опыте. Время распада быстродвижущегося пиона оказывается большим, чем время жизни неподвижного.

Для тел, движущихся со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света, поправки, вызываемые этими соотношениями, ничтожно малы. Из приведенных выражений видно, что скорость материальных тел не может превысить скорость света.

В ньютоновой механике считалось, что время течет одинаково для всех наблюдателей. Связь координаты и времени движущегося и неподвижного наблюдателей имела вид: х'= x+vt; t'=t. Эту связь мы должны будем теперь изменить: x'=/gamma(x+vt), где /gamma - множитель, который стремится к единице при малых скоростях. Так как оба наблюдателя отличаются друг от друга только знаком скорости, то должно быть аналогичное равенство: х = /gamma (х' - vt'). Величина /gamma сразу получится из требования, чтобы скорость света была одинакова в той и в другой системах, то есть чтобы при x = ct получалось х' = ct'. Отсюда сразу же следует, что Y=l//sqrt(l-v2/с2) и, кроме того, вытекают те соотношения для сокращения длины и удлинения времени, которые мы уже приводили. Предлагаю читателям самим получить эти результаты.

Часто приходится слышать, что все гениальное просто. К сожалению, это далеко не так. Частная теория относительности - единственная из теорий XX века, обладающая простотой технических средств. Все трудности ее заключены в основной идее. Последующие теорий не только сложны идейно, но и требуют для своей формулировки сложного математического аппарата. Так, общая теория относительности, квантовая механика, квантовая электродинамика, теория элементарных частиц не подпадают под характеристику «все гениальное просто».

Принцип наблюдаемости сыграл огромную роль в создании квантовой механики, особенно при анализе ее физического смысла. Вернер Гейзенберг проверил на наблюдаемость такие понятия, как координата и скорость, проделывая мысленные эксперименты по их определению. Выяснилась принципиальная невозможность одновременного точного измерения координаты и скорости: любой мыслимый акт измерения координаты вносит непредсказуемую отдачу и делает неопределенным значение импульса частицы (см. с. 165).

Нужно ли требовать, чтобы в науку входили только непосредственно наблюдаемые величины? Этим требованием руководствовался Гейзенберг при создании матричной механики (1925 г.). Другой метод подхода - волновая механика Шрёдингера (1925 г.), где не ставилось такой задачи; в теорию вводилась волновая функция, не измеряемая непосредственно на опыте, и даже содержащая неизмеримые характеристики. В 1926 году Эрвин Шрёдингер показал эквивалентность обоих подходов. Более того, форма квантовой механики Шрёдингера оказалась гораздо более удобной. Подобная ситуация возникала уже в классической физике: уравнения электродинамики удобнее решать, вводя векторные потенциалы, не измеряемые на опыте.

Дальнейшее развитие теоретической физики показало принципиальное преимущество некоторой свободы во введении понятий.

Поучительна история так называемой S-матрицы, или матрицы рассеяния. Это способ, предложенный Гейзен-бергом в 1943 году, записать в компактной форме все результаты возможных экспериментов по изучению системы. Для изучения любой системы необходимо найти амплитуды рассеяния всех возможных частиц, взаимодействующих с системой. Все эти амплитуды содержатся в S-матрице. Введение S-матрицы позволило получить много важных соотношений. Успех этого метода привел в 50-х годах к идее получить замкнутые уравнения для матрицы рассеяния, связывающие между собой все возможные амплитуды рассеяния, и таким образом построить теорию элементарных частиц, не обращаясь к их внутреннему устройству, связывая непосредственно данные эксперимента.

Если позволительно применить к разумной на первый взгляд физической идее эпитет «вредная», то он здесь вполне уместен. Эта идея отвлекла многих талантливых людей от более плодотворных направлений. Впрочем, издержки неизбежны, наука не развивается по прямой.

Поскольку S-матрица имеет дело только с поведением частиц, разведенных на большие расстояния, где их можно наблюдать изолированно, то, разумеется, в ней теряются такие частицы, как кварки (см. с. 141), которые не существуют в изолированном виде.

Без вхождения в механизм взаимодействия элементарных частиц и полей на малых расстояниях невозможно построить разумную теорию. Поэтому попытки построить замкнутую систему уравнений для матрицы рассеяния оказались безнадежными. Успехи последнего времени в теоретической физике элементарных частиц покоятся на квантовой теории поля, изучающей взаимодействия полей и частиц как на малых, так и на больших расстояниях.

Требование буквальной наблюдаемости оказалось слишком стеснительным для современной физики.

«Только полнота порождает ясность, но истина скрывается в бездне» (Ф. Шиллер)

На Нильса Бора, по словам его близкого сотрудника Леона Розенфельда, большое влияние оказал мало известный у нас датский писатель и философ Серен Кьер-кегор. Может быть, в этом истоки той неожиданной формы диалектики, которая характерна для Нильса Бора. Так, он говорил: «Каждое высказанное мною суждение надо понимать не как утверждение, а как вопрос». Или: «Есть два вида истины - тривиальная, которую отрицать нелепо, и глубокая, для которой обратное утверждение - тоже глубокая истина». Можно сформулировать эту мысль более мягко: содержательность утверждения проверяется тем, что оно может быть опровергнуто.

Принцип дополнительности, о котором пойдет речь, - вершина боровской диалектики.

В начале 1927 года произошли два важных события: Вернер Гейзенберг получил соотношение неопределенности, а Нильс Бор сформулировал принцип дополнительности.

Анализируя все возможные мысленные эксперименты по измерению координаты и скорости частицы, Гейзенберг пришел к заключению, что одновременное их измерение ограничено в своих возможностях: чем точнее мы измеряем координату электрона, например, освещая его светом короткой волны, тем менее определенной делается скорость электрона из-за неопределенной отдачи, которую он получает при взаимодействии с волной. Формула, полученная Гейзенбергом, так проста, что ее стоит здесь написать: /del q /del p›=h. В правой части стоит постоянная Планка, а слева - неопределенность координаты, помноженная на неопределенность импульса (количества движения) частицы. Мы недаром употребили слово «неопределенность». Не ошибка, не незнание, а именно неопределенность. Ведь принципиальная невозможность измерить означает согласно принципу наблюдаемости неопределенность самого понятия.

Точное определение координаты делает полно~тью неопределенным импульс. Эти два понятия ограничивают и дополняют друг друга. Согласно Бору соотношение неопределенности Гейзенберга есть проявление принципа дополнительности (см. с. 165).

Слова Гегеля о единстве и борьбе противоположностей, как и всякое слишком общее суждение, от частого повторения могут показаться тривиальными. Боровская идея дополнительности понятий дает мысли Гегеля новое воплощение. Именно понятие дополнительности позволяет примирить, казалось бы, непримиримое: ведь электрон проявляет себя в различных экспериментах то как частица, то как волна.

Частица-волна - две дополнительные стороны единой сущности. Нельзя подчеркивать одну из этих сторон в ущерб другой. Квантовая механика осуществляет синтез этих понятий, поскольку она позволяет предсказать исход любого опыта, в котором проявляются как корпускулярные, так и волновые свойства частиц.

Идею дополнительности Нильс Бор иллюстрировал и применял во многих областях.

Сводятся ли биологические закономерности к физико-химическим процессам? Казалось бы, все биологические процессы определяются движением частиц, составляющих живую материю. Предельное выражение этой точки зрения: «Физиология - это физическая химия азотсодержащих коллоидов». Но ведь ясно, что такая точка зрения, которую часто называют «механистической», отражает только одну сторону дела. Другая сторона, более важная, - это закономерности живой материи, которая хотя и определяется законами физики и химии, но не сводится к ним. Для биологических процессов характерна финалистическая закономерность. Она отвечает на вопрос «зачем», физика же отвечает на вопрос «почему».

Существует и другая крайность: виталисты считают существенной только биологическую закономерность, отрицая и игнорируя физико-химическую сторону биологических процессов. Правильное понимание биологии возможно только на основе дополнительности физико-химической причинности и биологической целенаправленности. По мнению Дж. Холтона, Нильс Бор, размышляя об этом, как бы выполнял сыновний долг: его отец, физиолог Христиан Бор, стоял на точке зрения витализма. Понятие дополнительности показывает односторонность обеих точек зрения и позволяет строить описание живых процессов на основе взаимодополняющих подходов.

Полнота описания природы только в понимании дополнительности понятий. Можно привести много примеров дополнительности - так, физическая картина явления и его математическое описание дополнительны. Создание физической картины требует пренебрежения деталями и уводит от математической точности. И наоборот- попытка точного математического описания явлений затрудняет ясное понимание.

Вот еще пример. С. Аверинцев пишет в статье, помещенной в энциклопедии «Мифы народов мира»: «Сатана противостоит богу… как падшее творение бога и мятежный подданный его державы, который только и может, что обращать против бога силу, полученную от него же, и против собственной воли в конечном счете содействовать выполнению божьего замысла…» Мефистофель у Гёте говорит: «Я тот, кто вечно хочет зла и вечно совершает благо…»

Бор однажды сказал: «Нельзя одновременно смотреть глазами любви и справедливости», - он понял, что не способен наказать провинившегося сына. На вопрос «Что дополнительно понятию истины?» Бор ответил: «Ясность».

Именно в этом смысл слов Шиллера, которые стоят в заглавии.

ЗАБЛУЖДЕНИЯ

Я предпочитаю вредную истину полезной ошибке, истина сама исцеляет зло, которое причинила.

И.-В. Гёте

Когда система заблуждений преподносится под видом научной теории, ее называют лженаукой. К сожалению, это слово часто употребляли лжеученые, порочившие подлинные научные достижения, пытавшиеся привесить ярлык лженауки кибернетике, молекулярной биологии, генетике, теории относительности, но другого слова не придумано, и - хочешь не хочешь - придется пользоваться этим.

Как установить, где наука и где лженаука, особенно если речь идет об истинах, еще не установленных окончательно? Ведь истина одна, а заблуждений неисчислимое множество. Классифицировать все разновидности лженауки трудно и неинтересно, достаточно провести границу, отделяющую ее от науки, и перечислить главные признаки.

«Незнание не довод, невежество не аргумент»

(Спиноза)

Что такое лженаука? Может быть, это то, что противоречит представлениям науки сегодняшнего дня? Ни в коем случае! Именно работы, убедительно доказывающие противоречивость принятых моделей, могут привести к научной революции. Даже незаконченные работы такого рода вызывают дискуссии и побуждают к дальнейшим исследованиям.

Так, закон зеркальной симметрии явлений природы подтверждался многими опытами и прочно вошел в представления физиков. Но опыты по проверке этого, казалось бы, точного закона, разумеется, никто не отнес к области лженауки, и результатом явилось важнейшее открытие - оказалось, что закон зеркальной симметрии нарушается при радиоактивном распаде.

Нужно ли считать лженаучными работы, основанные на предположениях, которые, как выясняется потом, в результате исследований оказываются неверными? Раз-

умеется, не нужно. Подтверждение предположений не единственный критерий научной ценности работы. И отрицательный результат дает важную информацию - исключается одна из возможностей.

Лженаука - это попытка доказать утверждение, пользуясь ненаучными методами, прежде всего выводя заключение из неповторяемого неоднозначного эксперимента или делая предположения, противоречащие хорошо установленным фактам.

А куда отнести незаконченные научные работы, не устанавливающие истину, а только намекающие на ее существование? Они требуют дальнейшей проверки научными методами. Если такую проверку не сделают и объявят без основания работу законченной, она может перейти в разряд лженауки.

Непонимание того, какой мучительный творческий процесс отделяет научный результат от первоначальной идеи, преувеличение ценности неоконченных работ, стремление заменить недоделанное догадками - все это в конечном счете приводит к лженауке.

Аристотель утверждал, что тяжелые тела падают быстрее, чем легкие. Он считал это очевидным и не требующим проверки. Авторитет же его был так велик, что прошло более пятнадцати столетий, прежде чем это утверждение было опровергнуто. Галилей проанализировал свои опыты по движению тел по наклонной плоскости и пришел к заключению, что все тела на поверхности Земли должны падать с одинаковым ускорением.

Опыты, опровергнувшие Аристотеля, были актом не только научного, но и гражданского мужества - авторитет Аристотеля строго охранялся церковью. Окончательным судьей истины стал эксперимент.

Навязывание природе умозрительных идей - один из источников заблуждений.

Это те редкие случаи, когда наука соприкасается с лженаукой. Обычно дело обстоит грубее и проще - смутная идея объявляется достоверной истиной; то, что противоречит ей, замалчивается, а то, что подтверждает, громко рекламируется.

Вот описание эксперимента в работе, доказывающей самозарождение жизни и возведенной лжеучеными на уровень мирового открытия: «…методика заключалась в том, что 20 гидр растирались в ступке, затем к этой кашице прибавлялось 8 капель водопроводной воды, насыщенной путем встряхивания воздухом… Через час появляются мельчайшие блестящие точки величиной с укол булавки… из них развиваются шарообразные тельца - коацерваты… Поведение шариков, их развитие свидетельствуют об их жизнедеятельности. Они живые». Примечаний не требуется.

Вот еще один пример, взятый со страниц - увы! - научно-популярного журнала: «…триста лет тому назад любили физику выводить из биологии (считали, например, что кристалл растет из семени). Сейчас этот настрой мысли возрождается: кое-кто среди физиков говорит о прапсихике атома».

Насколько мне известно, ни о прапсихике атома, ни о сексуальности двухатомных молекул, ни о шизофрении распадающихся ядер физики с нормальной психикой, занимающиеся наукой, не говорят.

Разговоры о превращении лженауки в науку и обратно возникают из смешения понятий - словом «лженаука» часто обозначают либо заблуждения, либо поиски неожиданного. Заблуждения неизбежны в науке, но заблуждения не есть лженаука, так же как и неудавшиеся поиски неожиданного, если они возникают и устраняются научными методами в процессе познания.

По нашему определению даже поиски «философского камня», превращающего все металлы в золото, нельзя безоговорочно отнести к лженауке - эта идея не противоречила научным фактам средневековья. Те алхимики, что ставили воспроизводимые эксперименты, внесли свой вклад в познание природы.

«- Трудно представить себе, чтобы на коне жили мыши, - сказала Алиса. - Трудно, - ответил Белый Рыцарь, - но можно»

(Л. Кэрролл)

К сожалению, случается, что ученые догматического склада объявляют лженаукой добросовестные научные поиски неожиданных явлений, то есть таких, которые противоречат принятым представлениям (но не установленным фактам!).

Было бы очень хорошо, если бы серьезные экспериментаторы непредвзято изучали явления такого рода, как телепатия. Исследуйте, ставьте эксперименты, только эксперименты научные, по правилам, принятым в науке со времен Фрэнсиса Бэкона. Толчок для рождения идеи могут дать и рассказы очевидцев, и поверья, и слухи, и неожиданные ассоциации, но от идеи до истины так далеко, что из сотен идей едва ли выживает одна.

Разумеется, одного только желания доказать невероятное недостаточно. Необходимо сначала сформулировать исследовательскую задачу, найти и разработать достаточно убедительный метод исследования, который позволил бы установить явление.

Вокруг живых организмов существуют физические поля - электрическое, световое, звуковое, и они довольно хорошо изучены. Так, измеряя электрическое поле, меняющееся в ритме сердца, можно снимать кардиограмму, не касаясь тела. Поля эти быстро убывают с расстоянием и уже в нескольких метрах неотличимы от случайных «шумовых» полей. Физические поля, излучаемые человеком, не могут объяснить таких явлений, как передача мыслей или изображений на большие расстояния. Нельзя ли предположить, что, кроме известных, есть еще необнаруженные физические поля?

В интересующей нас области энергий и частот все сколько-нибудь заметные поля, действующие на физические приборы, исчерпывающе изучены. Если бы, скажем, на электрон, движущийся в ускорителе, действовало бы еще какое-то поле, то движение отличалось бы от расчетного, чего не происходит на опыте. Вероятность обнаружить физическое поле новой, еще неизвестной природы в макроскопической области настолько мала, что с ней вряд ли следует считаться.

А нет ли каких-нибудь нефизических полей, которые испускаются и принимаются живыми существами и дают право на существование такому чудесному явлению, как телепатия? Нет ли вокруг организмов особого «биополя»? Конечно, это биополе не могло бы объяснить перемещения неодушевленных предметов силой духа или уменьшения силы тяжести - такие явления прямо противоречат хорошо установленным физическим законам. Ведь ни в одном добросовестном физическом эксперименте желание экспериментатора не влияло на результат измерений, хотя физикам приходится иметь дело с необычайно легкими и легко перемещающимися предметами. Даже самые слабые способности к изменению веса сделали бы невозможным такое простое измерение, как взвешивание на аналитических весах - при равном весе одна из чашек по желанию экспериментатора делалась бы тяжелее. Как могло бы случиться, что физики, измерявшие силу тяжести с точностью до миллиардной доли грамма, не обнаружили бы грубого нарушения законов тяготения? Тщательный анализ выигрышей в рулетку не показывает отклонений от теории вероятности. А ведь стоило бы экстрасенсу заняться перемещением шарика, как все расчеты вероятности выигрыша были бы нарушены.

Мы оставляем в стороне возможные чисто физические причины перемещения легких предметов, которые всегда учитываются в физических экспериментах, например, давлением ультразвука, испускаемого живым объектом. Такие явления относятся к биофизике и не имеют ничего общего с тем миром сверхъестественного, который так волнует людей, далеких от естественных наук.

Существование биополя, то есть поля, которое не сводится к известным физическим полям и, следовательно, не регистрируется обычными физическими приборами, противоречит ожиданиям современной биофизики. До сих пор не существует никаких проявлений биополя, подтвержденных научным экспериментом. Однако работы по поискам биополя научными методами были бы важным исследованием, даже если бы они дали отрицательный результат. Теперь нам остается обсудить приемы, которыми пользуется лженаука.

«На удочку насаживайте ложь и подцепляйте правду на приманку…»

(В. Шекспир)

У лженауки есть устойчивые, почти непременные черты. Одна из них - нетерпимость к опровергающим доводам.

К этому надо добавить претенциозность и малограмотный пафос. Лжеученый не любит мелочиться, он решает только глобальные проблемы и по возможности такие, которые не оставляют камня на камне от всей существующей науки. Как правило, работ меньшего значения у него никогда не было. У него самого нет сомнений, задача только в том, чтобы убедить тупых специалистов в своей очевидной правоте. Почти всегда он обещает громадный, немедленный практический выход там, где его не может быть. Далее почти без исключения - невежество и антипрофессионализм, очевидные любому серьезному специалисту.

И наконец, агрессивность.

Лженаука пытается доказать свою правоту, не гнушаясь никакими приемами. Можно и нужно протестовать против несправедливой оценки работы, но стремиться изменить общественное мнение следует принятыми в науке способами. Нельзя воспринимать всерьез жалобы на будто бы существующие ущемления лженауки. Во все времена именно лженаука преследовала науку, и утверждать обратное - неуважение к памяти жертв лженауки, начиная с Галилея.

Естественно, статьи, опровергающие научный метод познания, также недобросовестны, агрессивны и претенциозны.

«Ну да хочешь, я тебе сейчас выведу… что у тебя белые ресницы единственно оттого только, что в Иване Великом тридцать пять сажен высоты, и выведу точно, ясно, прогрессивно и даже с либеральным оттенком?..» Так в полемическом задоре кричит Разумихин Порфи-рию в «Преступлении и наказании». Так как же доказать, что белое равно черному? Попросим воображаемого Критика научного метода продемонстрировать свои приемы.

Вот простой и эффективный прием: фраза вырывается из текста опровергаемой статьи, лишается смысла или приобретает смысл прямо противоположный, становясь удобным объектом для критики. Редкий читатель окажется таким дотошным, чтобы сверить цитаты: он понадеется, что это сделал редактор.

Другой прием назовем «удар по соседним клавишам» - вместо сомнительного утверждения подставляется близкое ему, но несомненное, и создается впечатление, будто спор идет о бесспорном.

Можно услышать от Критика, защищающего научную ценность лженауки: «Либо нужно отказаться от термина «лженаука» и ему подобных, либо придется признать, что лженаука - такой же феномен культуры, как и привычная нам школьная наука». Никто не спорит с тем, что лженаука и школьная наука, варварство и гуманизм, мракобесие и просвещение - феномены породившей их культуры. Но неравноценные!

Вот излюбленный прием Критика: в белом квадрате можно найти черные точки, а в черном - белые. Поэтому нужно отказаться от противопоставления белого черному и признать, что это одно и то же. Так пытаются доказать равноправие науки и лженауки. Доказательство начинается словами: «Среди исторических корней любой науки всегда найдется корешок лженауки…» - и так далее.

Иногда Критик берется за непосильную задачу - доказать, что повторяемость эксперимента необязательна. Для этого требование повторяемости результатов подменяется требованием повторяемости объектов исследования. Вращение орбиты Меркурия исследовалось только на Меркурии, следовательно, опыт неповторяем, заявляет Критик. Не хочется и говорить о том, что нужен не десяток Меркуриев, а десятки научных наблюдений одного-единственного неповторимого Меркурия!

«Организмы, как говорят вдумчивые биологи, непе-речислимо разнообразны, - продолжает Критик, - поэтому в биологии нельзя требовать повторяемого эксперимента». Но именно сходство «неперечислимо разнообразных» биологических объектов позволяет ставить воспроизводимые эксперименты и делает биологию наукой, а не совокупностью фактов.

Черпая свои знания из научно-популярных книг, такой Критик берет на себя роль толкователя науки, и это не может не покоробить специалистов. Он не ограничивается общими замечаниями, а пытается давать конкретные методические указания, искажая историю науки и путая термины.

Слова «академическая наука» и «специалист» наш Критик употребляет с оттенком пренебрежения, рисуя образ специалиста - тупого приверженца научных представлений сегодняшнего дня, неспособного понять очевидную истину, что эти представления могут измениться после серьезного открытия, и нельзя с достоверностью продолжать закон за пределы изученной области.

Обычно словом «специалисты» называют людей, занимающихся определенной областью науки на высоком урсвне и понимающих ее перспективы. Спору нет - есть плохие специалисты. Но оттого, что есть плохие врачи, не следует обращаться к повивальным бабкам. Вероятность получить правильный ответ от специалиста наибольшая. Перефразируем Ильфа и Петрова: специалистов надо любить. Это они распространили культуру по всему свету, изобрели книгопечатание и научно-популярные журналы. Более того, именно они написали те популярные книги, по которым обучились толкователи незнакомых наук.

Надо ли бороться с лженаукой?

В некоторых случаях лженаука приносит ощутимый вред обществу, например, когда лжеученому удается повлиять на экономику, культуру, подействовать на воображение молодых людей, начинающих свой путь в науке. Но если научная ценность работы определяется не приказом администратора, а общественным мнением научных коллективов, вероятность ошибочной оценки минимальна.

Поэтому, мне кажется, не следует бороться с лженаукой, запрещая ее или используя ее же приемы.

Что касается невежественных лекций, которые так распространились в последнее время, - например, о летающих тарелках, управляемых гуманоидами, - то им следует противопоставить положительную программу распространения знаний. Молодые люди, посещавшие эти лекции, с охотой придут послушать серьезных специалистов. Им интересно будет узнать, что ни один материальный объект не может перемещаться с такой скоростью и с таким ускорением, с каким иногда передвигаются летающие тарелки, - на это способен только световой зайчик.

Итак, когда вы увидите или услышите о странном явлении, которое противоречит законам, известным вам со школьных времен, не верьте ему безоговорочно. Так же как юристы должны предполагать невиновность, здравый смысл предполагает отсутствие чуда. Одно из основных положений римского права: «Бремя доказательств лежит на том, кто утверждает, а не на том, кто отрицает». Не нужно доказывать, что нет странных, необычных явлений, нужно доказать, что они есть.

Задача науки - отбирать наиболее правдоподобные объяснения и придерживаться их до тех пор, пока опыт или теория не заставят от этого отказаться. Это единственный путь найти те явления, которые опровергают принятые представления.

Вот что говорил известный английский скульптор Генри Мур: «Скульптор или художник делает ошибку, когда он слишком часто говорит или пишет о своей работе. Это ослабляет необходимое ему напряжение». Может быть, поэтому серьезные специалисты так редко пишут о методах своей науки и так часто огорчаются, читая недобросовестные статьи. Как много чудесного узнали бы читатели, если бы ученые считали своим долгом рассказать о красоте своей науки!

О ПСИХОЛОГИИ НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА

Интерес к психологической стороне научного творчества возник тогда же, когда и сама наука. В нашу задачу не входит обзор литературы - пропустим мысленно абзац, который мог бы начинаться словами: «Уже у Аристотеля в «Органоне»…», - и перейдем к более позднему времени.

Нисколько не потеряли своей ценности глубокие замечания и наблюдения в книгах и статьях великого французского математика Анри Пуанкаре (1854-1912). Попытка классифицировать психологические типы ученых была сделана в книге «Великие люди» выдающимся немецким химиком Вильгельмом Оствальдом (1863- 1932). Анализируя характер и стиль работы различных ученых, Оствальд предложил деление на «классиков» и «романтиков». В увлекательнейшей книге «Математика и правдоподобные рассуждения» (М., ИЛ, 1957) известного математика и выдающегося педагога Дьердя Пойа дается анализ приемов и методов, облегчающих процесс математического творчества.

В последнее время интерес к этим вопросам внезапно вырос - появилось множество статей о психологии и методологии науки. Возникла даже новая область знания - «науковедение». Чем это объяснить? Ответ можно найти в самих статьях: «сейчас нация, не способная ценить обученный интеллект, обречена», или «в качестве показателя национального богатства выступают не запасы сырья или цифры производства, а количество способных к научному творчеству людей».

Характерная особенность большинства таких статей - они обычно пишутся не самими учеными, а людьми, изучающими структуру науки, так же как статьи по искусству пишут не художники, а искусствоведы.

То, о чем здесь будет рассказано, - исключение из правила. Это извлечение из размышлений и споров людей, занимающихся не «наукой» о науке, а самой наукой. Это не науковедческое исследование, а попытка поделиться опытом, сформулировать соображения, накопленные в процессе работы.

ПОБУЖДЕНИЯ К НАУЧНОМУ ТВОРЧЕСТВУ

Тебе чужда любви и страсти

позолота, Тебя влечет научная работа. Пройдет любовь, обманет страсть, Но лишена обмана Волшебная структура таракана.

Н. Олейников

Что толкает молодого человека к занятию наукой? Какие черты характера нужны для этого? Как воспитать в себе нужные качества?

Не будем касаться такого стимула, как понимание общественной полезности своей работы, - этот фактор в равной мере присутствует во всех областях человеческой деятельности. Обсудим лишь психологические побуждения, непосредственно связанные с научным творчеством. Они складываются из нескольких элементов.

Любопытство, самовыражение, самоутверждение

Наименее близко духу науки желание самоутверждения, желание доказать себе или другим, что ты можешь довести задачу до конца. Разумеется, мы оставляем в стороне жажду сделать карьеру или извлечь выгоду. Другой мотив - стремление к самовыражению, к наиболее полному проявлению своей индивидуальности. Но самое благородное и отвечающее духу науки побуждение - любопытство, желание узнать, как устроена природа. В этом случае чужой успех радует не меньше, чем свой собственный. Именно такое отношение к науке было у нашего замечательного физика-теоретика Исаака Яковлевича Померанчука - даже перед смертью, приходя в сознание, он расспрашивал о последних работах по теории элементарных частиц и радовался каждой новой идее.

Такой чистый случай встречается крайне редко, и это необязательное условие. Обычно смешиваются все три мотива.

Иногда стремление к самовыражению проявляется настолько сильно, что занятия одной только наукой оказывается недостаточно. Макс Планк был хорошим пианистом. Эйнштейн играл на скрипке. Ричард Фейнман играет на барабане бонго. Один наш известный физик пишет стихи: «…Желаешь объяснения - познай атомо-склад!» (Физикам эта строчка подскажет его имя.) В Москве с успехом проходила художественная выставка «Ученые рисуют»…

Есть люди, для которых жажда самоутверждения - главный стимул творческой активности. Но если эта жажда не обуздана безупречной добросовестностью, она почти неизбежно приводит к погоне за эффектными результатами и к невольной подтасовке фактов. Сколько талантливых людей погибло для науки из-за этого недостатка!

Среди людей, далеких от науки, широко распространено мнение, что ученый руководствуется в своей работе стремлением сделать открытие. Между тем задача научного работника - глубокое и всестороннее исследование интересующей его области науки. Открытие возникает только как побочный продукт исследования. Это не означает, что ученые так идеальны, что не хотят сделать открытие, - желание, разумеется, присутствует, но на втором плане; оно не должно даже и в малой степени влиять на добросовестность исследования.

Под словом «открытие» я здесь подразумеваю существенный скачок в понимании природы. Небольшие, обычно невидимые миру открытия делаются непрерывно, и именно они составляют радость повседневной работы. Любопытство, умение радоваться каждому малому шагу, каждому небольшому открытию - необходимое условие для человека, выбравшего научную профессию.

Способность удивляться и научные парадоксы

Любопытство исследователя самым непосредственным образом связано со способностью удивляться. Это качество необходимо для творческой активности в любой области, без него нет ни поэта, ни художника, ни ученого. Но в отличие от искусства, где главное - живая и непосредственная реакция на увиденное или услышанное, в науке нужно уметь удивляться тому, что возникает в результате размышления, осмысливания накопленных знаний. Когда ученый удивляется - значит обнаружилось противоречие каких-либо фактов с привычными представлениями, то есть возник научный парадокс. Словарь Даля определяет слово «парадокс» так: «мнение странное, на первый взгляд дикое, озадачливое, противное общему». Определение годится и для научного парадокса, нужно только добавить, что это мнение должно быть убедительно обосновано. Много раз парадоксы приводили к научным революциям.

Когда первые мореплаватели, сверяя курс по звездам, обнаружили, что картина неба меняется; когда люди задумались над тем, почему, подъезжая к городу, они сначала видят верхушки башен, возник научный парадокс, а из него открытие, что Земля круглая.

Со времен Галилея известно, что все тела падают с одинаковой скоростью, если отвлечься от сопротивления воздуха. Это означает, что вес тела, то есть сила, с которой тело притягивается к Земле, строго пропорционален его массе. Но массе пропорциональны и силы инерции. И из-за этой одинаковой зависимости сил от массы человек в свободно падающей камере находится в состоянии невесомости: сила тяжести строго компенсируется силами инерции. Мы так свыклись с этим, что не замечаем здесь никакой странности. Почему вес тел независимо от их состава, независимо от их состояния пропорционален массе, мере инерции? Не следует ли из этого парадокса, что между инерцией и гравитацией (силами тяготения) есть глубокая внутренняя связь? С этой мысли началось построение одной из самых удивительных физических теорий - теории тяготения Эйнштейна.

Согласно теории тяготения, вблизи тяжелых масс геометрия пространства изменяется - она отличается от нашей привычной евклидовой. Из-за этого изменения геометрии свет распространяется не по прямой: искривление лучей света было обнаружено при фотографировании света далеких звезд, проходящего мимо Солнца!

Почему звезды дают так мало света? Предположим, что звезды заполняют Вселенную более или менее равномерно. Тогда число звезд, лежащих внутри сферы радиуса R, окружающей Землю, растет пропорционально R3. Интенсивность же света от каждой отдельной звезды, как известно, падает пропорционально 1/R2. Следовательно, полная интенсивность света от звезд, лежащих внутри сферы, пропорциональна R, и если бы Вселенная была бесконечна, яркость неба лимитировалась бы только ничтожным поглощением света в межзвездном пространстве. Небо должно было бы сиять «ярче тысячи солнц». Этот парадокс был известен очень давно, но оставался неразгаданным. Его объяснила космология Эйнштейна - неслыханное по смелости применение теории тяготения к миру в целом.

В первоначальном варианте теории Эйнштейн пытался найти решение своих уравнений, описывающее конечную Вселенную, замкнутую саму на себя, как поверхность шара. Тогда число звезд в такой Вселенной конечно, и парадокс ночного неба сразу же объясняется. Однако, как мы уже говорили, согласно Фридману, уравнения космологии Эйнштейна не допускают решения, не зависящего от времени. Вселенная когда-то состояла из сверхплотной материи и с тех пор расширяется. Астрономы нашли скорость, с которой звездные скопления удаляются друг от друга. Из этой скорости можно подсчитать, что Вселенная была сверхплотной 20 миллиардов лет тому назад. В расширяющейся Вселенной, независимо от того, конечна она или бесконечна, к нам приходит свет только тех звезд, которые находятся на достаточно близком расстоянии, меньшем, чем 20 миллиардов световых лет, - ведь 20 миллиардов лет назад звезд еще не было.

И в конечной, и в бесконечной Вселенной геометрия «кривая», отличающаяся от плоской евклидовой геометрии. Вопрос о том, в какой именно Вселенной мы живем, не может быть решен умозрительно. Это вопрос опыта.

Скачок в понимании Вселенной, связанный с переходом от плоского пространства евклидовой геометрии к пространству, имеющему кривизну, подобен скачку, который сделало человечество, обнаружив, что Земля не плоская, а имеет форму шара.

Очень глубокий парадокс возник в начале XX века, когда законы статистической физики применили к необычному объекту - стоячим электромагнитным волнам, которые могут возникать в ящике с отражающими стенками. Согласно этим законам каждое независимое колебание в тепловом равновесии из-за многократных излучений и поглощений стенками должно приобрести энергию кТ, где Т - абсолютная температура стенок, а к - число, которое называется «постоянной Больц-мана». Но число возможных стоячих электромагнитных волн в ящике бесконечно. Действительно, стоячие волны могут образоваться в ящике, если от стенки до стенки укладывается целое число полуволн. Чем короче длина волны, тем больше возможных направлений, для которых это условие выполняется. А значит, чем короче длина волны, тем больше число возможных колебаний. Следовательно, электромагнитное поле должно забрать на себя всю тепловую энергию стенок, сколько бы тепла мы к ним ни подводили. Если бы на каждое колебание действительно приходилась энергия кТ, то, сделав дырку в ящике, мы получили бы источник ни с чем не сравнимой яркости. Этому парадоксу дали драматическое название «катастрофа Рэлея - Джинса», хотя на деле никакой катастрофы не происходит.

Пытаясь найти выход из противоречия, Макс Планк предположил, что частицы стенок, излучающие и поглощающие электромагнитные колебания, изменяют свою энергию порциями /del Е = h /omega, где h - коэффициент пропорциональности, а /omega - частота колебаний. Если минимальная возможная энергия колебания h \omega много больше кТ, колебание будет иметь малую интенсивность. Согласно законам статистической физики интенсивность такого колебания падает с увеличением частоты по экспоненциальному закону, высокочастотные колебания вносят малый вклад в тепловую энергию, и парадокс разрешается. Этот закон с колоссальной точностью выполняется на опыте, что позволяет определить величину h. Так впервые вошла в физику величина h - «постоянная Планка», характеризующая возможные дискретные значения излучателей электромагнитных колебаний, так возникло представление о скачкообразных процессах (точнее, здесь и в дальнейшем h = постоянная Планка / 2\pi).

В работе 1905 года по теории фотоэффекта Эйнштейн применил идею скачкообразности не только к излучателям, как Планк, а к самим электромагнитным волнам. Энергия электромагнитной волны частоты со может изменяться только скачкообразно порциями h \omega, Минимальная порция энергии электромагнитного колебания была названа «квантом». Если энергия колебания содержит n порцийh \omega, то говорят, что в ящике имеется п квантов, или n фотонов, частоты \omega.

Почему атомы испускают свет только дискретных, точно определенных частот? Если бы электроны в атоме двигались по законам классической механики, они испускали бы свет всех частот. Может быть, электроны в атоме, как и электромагнитные колебания, могут иметь не любые энергии, а только строго определенные?

Размышления над этим и другими парадоксами привели Нильса Бора к созданию квантовой модели атома.

В 1934 году Павел Алексеевич Черенков, изучая люминесценцию растворов солей урана под действием Х-лучей радия (почти жестких квантов), обнаружил странное свечение, совершенно непохожее на то, что обычно наблюдалось.

В постановке и обсуждении опыта участвовал научный руководитель Черенкова Сергей Иванович Вавилов, ставший впоследствии президентом Академии наук СССР. Он сразу почувствовал значительность нового явления. Анализируя возможные причины свечения, Вавилов показал, что обычные механизмы не могут объяснить особенности обнаруженного излучения. Например, следует отбросить так называемое тормозное излучение - излучение, которое получается при рассеянии атомами быстрых электронов, сопровождающих у-кван-ты (электроны вырываются квантами из атомов вещества).

Тормозное излучение идет под малыми углами к направлению движения энергичных электронов, тогда как обнаруженное Черенковым излучение наблюдается под большими углами. Явление стало казаться еще более странным, когда выяснилось, что излучение наблюдается только под строго фиксированным углом к направлению у-квантов и тем самым к направлению вырываемых ими электронов.

Когда явление так резко противоречит теории, возникает соблазн подвергнуть сомнению надежность эксперимента. Но, несмотря на все возражения, Черенков с упорством подлинного экспериментатора продолжал свои работы, совершенствуя методику измерений. Он показал, что аномальное излучение есть у громадного числа различных жидкостей. Так возник научный парадокс.

Вавилов близко подошел к объяснению явления, предположив, что созданные у-квантами электроны, двигаясь в среде, испытывают периодические возмущения и поэтому дают наблюдаемое свечение.

Но это объяснение отвергалось теоретиками - ведь электрон большой энергии движется в жидкости с постоянной скоростью, а заряженная частица излучает, только ускоряясь или замедляясь. Электрон излучает электромагнитные волны в каждой точке своей траектории, но когда он движется по прямой с постоянной скоростью, всегда найдутся такие участки траектории, которые дают волны в противофазе, погашающие друг друга. Если электрон изменяет свое направление в результате столкновения или при движении в электромагнитном поле, волны, испущенные до и после поглощения, перестают погашать друг друга, и возникает тормозное излучение.

Так объяснялось, почему электрон не излучает, двигаясь без изменения скорости. Но в этом рассуждении было одно незаметное предположение: скорость электрона предполагалась меньшей, чем скорость света. В пустоте это условие всегда выполнено. Ведь согласно теории относительности, как бы ни была велика энергия частиц, скорость их меньше скорости света. Но в жидкости энергичный электрон движется со скоростью, близкой к скорости света, а электромагнитные волны распространяются со скоростью с', заметно меньшей: с' = с/п, где п - показатель преломления (для видимого света ns? 1,5).

Нетрудно сообразить, что в случае, когда v›c', есть такой угол излучения, при котором волны, идущие от всех участков траектории, складываются. Угол 0 просто связан со скоростью электрона и показателем преломления: cos в = c'/v. Именно под этим углом и происходит излучение Черенкова - Вавилова.

Подобное явление, но не для света, а для звука, было обнаружено в прошлом веке Эрнстом Махом. Пуля, движущаяся со сверхзвуковой скоростью, излучает звук под углом, косинус которого равняется отношению скорости звука к скорости пули (угол Маха). Такое же излучение звука происходит и при движении сверхзвуковых самолетов.

В 1937 году Игорь Евгеньевич Тамм и Илья Михайлович Франк поняли, в чем физическая причина явления, названного излучением Черенкова - Вавилова, и построили его количественную теорию. Определяя угол, под которым происходит излучение, можно найти скорость заряженной частицы. Поэтому излучение Черенкова - Вавилова оказало большое влияние на экспериментальную физику высоких энергий - появился способ определять с большой точностью энергию, например,

протонов, участвующих в столкновениях элементарных частиц.

В 1958 году И. Тамм, И. Франк и П. Черенков получили Нобелевскую премию «за открытие и интерпретацию эффекта Черенкова».

А вот как было открыто явление сверхтекучести академиком Петром Леонидовичем Капицей в Институте физических проблем АН СССР в 1937 году.

Изучались свойства жидкого гелия при низких температурах. Было известно, что при температурах, меньших 2,2 градуса Кельвина (-270,8 градуса Цельсия), жидкий гелий переходит в другую модификацию - гелий II, с совершенно другими свойствами. Голландский физик Биллем Кеезом обнаружил, что гелий II имеет теплопроводность в Ю6 большую, чем медь, что уже само по себе очень странно. Затем обнаружилось, что у гелия II аномально малая вязкость - в 103 раз меньшая, чем у воды. А микроскопический механизм теплопроводности и вязкости очень схож, и при большой теплопроводности всегда возникает и большая вязкость. Теплопроводность определяется скоростью передачи от слоя к слою тепловой энергии, а вязкость - скоростью передачи количества движения. Чем больше одно, тем больше и другое, а у гелия все получалось наоборот.

Размышления над этим парадоксом привели Капицу к идее, что никакой «сверхтеплопроводности» нет, что большая теплопроводность, обнаруженная Кеезомом, обусловлена потоками, возникающими в гелии II из-за того, что он находится в состоянии сверхтекучести. В этом состоянии жидкий гелий может проходить через трубки без всякого трения. Поэтому достаточно самой малой неоднородности плотности, возникающей при разности температур, чтобы под влиянием силы тяжести появились потоки, переносящие тепло.

Чтобы эта идея превратилась в достоверную истину, Капице понадобилось поставить десятки тончайших экспериментов. Первоклассный экспериментатор, он обсуждал свои опыты с первоклассным теоретиком Львом Давыдовичем Ландау. Теория и эксперимент стимулировали друг друга. Благодаря этому взаимодействию Ландау создал одну из лучших своих работ - теорию жидкого гелия II, с помощью которой удалось количественно описать все обнаруженные Капицей экспериментальные факты.

Ощущение красоты

Из этих примеров видно, какую роль в науке играет способность удивляться. Но, что еще более важно, они дают некоторое представление о красоте науки! Из незаметных на первый взгляд фактов после глубоких размышлений возникают неожиданные и важнейшие следствия. Слабое свечение неба заставляет пересмотреть наши взгляды на геометрию мира; закон сохранения энергии и равномерность хода времени оказываются теснейшим образом связанными; к электромагнитному полю применяются законы, найденные при изучении атомов нагретого газа, и это приводит к заключению, совершенно чуждому классической механике, - энергия электромагнитного колебания может изменяться только дискретными порциями…

Логическую взаимосвязанность результатов науки выразил выдающийся немецкий математик Давид Гильберт: «Разрешите мне принять, что дважды два - пять, и я докажу, что из печной трубы вылетает ведьма». Красота науки и в логической стройности, и в богатстве связей. Ощущение красоты помогает проверять правильность результатов и отыскивать новые законы. Это ощущение - отражение в нашем сознании гармонии, существующей в природе.

Понятие красоты настолько важно в науке, что мы еще много раз будем к нему возвращаться.

Умение чувствовать красоту вместе со способностью удивляться должно определять выбор научной профессии.

Нильс Бор сказал: «Специалист - это тот, кто знает некоторые привычные ошибки в данной области и умеет их избегать».

ПОДВОДНЫЕ КАМНИ

Господь Бог изощрен, но не злонамерен.

Надпись на камине у Эйнштейна

Поговорим о самых распространенных и существенных психологических ошибках, затрудняющих научную работу.

«Важнее как размышлять, чем о чем размышлять» (И.-В. Гёте)

На первой стадии работы, когда надо раздуть пламя, которое вот-вот погаснет, поиски доводов, подтверждающих принятую точку зрения, иногда необходимы. Но как только работа начала оформляться, успокаивающие соображения приносят только вред. И главной становится задача найти опровергающие факты. Доводы «за» находятся сами собой, без сознательных усилий.

Стремление обязательно сделать открытие очень часто приводит к выискиванию успокоительных аргументов и даже к невольной подтасовке фактов.

Вот случай, когда ничтожная недобросовестность в обработке экспериментальных данных, накапливаясь, привела к совершенно неправильному результату. Изучалось распределение по энергиям числа альфа-частиц, вылетающих из ядер при альфа-распаде. Или, иными словами, - энергетический спектр альфа-частиц. Он состоит из резких максимумов. Нетрудно сообразить, что разница между энергиями максимумов дает возможные значения энергии возбуждения ядра, получающегося после альфа-распада (дочернее ядро).

В эксперименте обнаружились равностоящие по энергии группы альфа-частиц. Это означало, что одинаковы интервалы между соседними энергетическими уровнями дочернего ядра. Результат был полной неожиданностью и противоречил существующим представлениям о структуре ядра.

Экспериментаторы попросили теоретиков дать объяснение. Это был один из тех редких случаев, когда можно гордиться, что теорию не удалось построить - дальнейшая проверка не подтвердила полученного экспериментаторами результата. Оказалось, что в начале измерений случайно получились кривые с равноотстоящими энергиями альфа-частиц. Необычный результат так взволновал экспериментаторов, что каждый раз, когда он не подтверждался, они проверяли напряжение в сети, и если оно отличалось от нормы, отбрасывали результат измерений. Такая проверка делалась только при получении нежелательного результата. Благодаря большой статистике небольшая дискриминация привела к равноотстоящим с большой точностью значениям энергии альфа-частиц. Случилось это в лаборатории экспериментатора, завоевавшего себе имя добросовестными работами, а в этом случае потерявшего контроль над действиями менее опытных сотрудников. Не бывает добросовестности первого или второго сорта, добросовестность одна - безупречная. Как говорил Воланд в «Мастере и Маргарите» Булгакова: «…свежесть бывает только одна - первая, она же и последняя».

Признаки «великого открытия»

Стремление во что бы то ни стало сделать открытие, совершить переворот в науке часто уводит человека за пределы его реальных возможностей и порой кончается грустно, а то и трагически. Известно, что физические институты выделяют дежурных сотрудников для ответов авторам «великих открытий». Эти «открытия» имеют общие черты:

1. Перевороту подвергается не какой-либо один вопрос, а сразу все результаты современной науки.

2. Автор не имеет профессиональных знаний в данной области.

3. Никогда не цитируются современные научные работы, по-видимому, потому, что автор с ними незнаком.

4. Авторы заявляют, что их работа - плод многолетних усилий, однако видно, что время потрачено не на математические выкладки, не на эксперименты и даже не на анализ известных фактов, а лишь на самоуспокоение.

5. Никаких других работ меньшего масштаба у автора не было.

По этим признакам работа «зановообоснователя» и «основополагателя» (терминология, введенная для таких случаев еще Вольфгангом Паули) безошибочно распознается независимо от деталей. Между тем истинный переворот в науке непосредственно затрагивает сравнительно узкую область явлений и происходит на прочной основе имеющихся достижений науки, всех остальных областей. Современная наука так специализирована, что требует громадного арсенала технических знаний, которые приобретаются длительной, упорной, добросовестной работой.

К сожалению, иногда подобные «труды» находят поддержку людей с учеными званиями и публикуются в статьях и книгах. Сторонники научных сенсаций, несмотря на свои степени и звания, имеют такое же малое отношение к науке, как и авторы «открытий». Было бы хорошо, если бы редакторы, не имеющие достаточной научной квалификации, руководствовались в своих оценках списком признаков «великого открытия».

Суеверия и легенды

Недостаточно строгая обработка статистических данных неизбежно приводит к ошибкам и возникновению суеверий. Каждый человек переживал что-то необычное, что надо было бы объяснять телепатией. Но до сих пор, как мы уже говорили, не существует серьезного ее доказательства. Несмотря на многолетние поиски, нет экспериментов, которые с убедительной статистикой давали бы повторяющиеся результаты. Но та же самая научная добросовестность не позволяет утверждать, что телепатии не существует. Можно только сказать, что

явление не обнаружено и поэтому его существование маловероятно.

Наш разговор начался с того, как труден переход от догадок к достоверной научной истине. С мучительными усилиями, двигаясь шаг за шагом, как альпинист по отвесной стене, ученый добывает истину.

Всех людей, хоть сколько-нибудь причастных к науке, огорчил фильм «Воспоминание о будущем». С необычайной легкостью из фактов, имеющих десятки простых объяснений, делается заключение о следах астронавтов, прилетевших на Землю с других планет. Схема подтасовки фактов следующая: если на старинном изображении у человека на голове горшок, то это шлем астронавта, а если горшка нет - то он упал при торможении космического корабля, на котором этот астронавт прилетел. Авторы не задаются вопросом, почему астронавты с других планет должны быть похожи на наших, почему их снаряжение должно быть похоже на земное, и так далее, но главное не в этом. Авторы фильма не понимают или делают вид, что не понимают, какая громадная разница между догадкой, даже правдоподобной, и достоверно доказанной истиной, когда категорически исключены все возможные объяснения, кроме одного.

Есть и более серьезные примеры «суеверий» - распространенных заблуждений, возникших без достаточных оснований. Представление о тепловой энергии как о некой жидкости (теплород), перетекающей от нагретого тела к холодному, было неизбежным и плодотворным, но после создания кинетической теории газов теплород перешел в разряд суеверий, как и эфир прошлого века после создания теории относительности.

В XX веке научные заблуждения если и возникают, то держатся очень недолго. Однако и в наши дни сохранили значение слова немецкого физика и философа XVIII века Георга Лихтенберга: «Не грубые заблуждения, а тонкие неверные теории - вот что тормозит обнаружение научной истины».

Надо ли понимать заранее?

Существует заколдованный круг, из которого, кажется, нет выхода: нельзя сделать научную работу без ясного понимания, но ясное понимание возникает только в конце (и то не всегда). В этом одна из главных трудностей научной работы. В каждой сделанной работе преодолевается это противоречие. Происходит это обычно не скачком - по мере понимания исследование продвигается вперед, что, в свою очередь, позволяет продвинуться и в понимании.

Часто в начале работы откладываешь нерешенные вопросы или задачи, которые обязательно нужно решить, но которые пока не мешают продвинуться дальше. Иногда листок с большим перечнем таких задач теряется среди бумаг. Когда он снова находится, с удивлением видишь, что почти все неясные места прояснились сами собой при решении основной задачи.

Стремление с самого начала понять все до конца, а потом уже работать - частая причина неудач. Однако есть люди, которые по своему складу не способны блуждать в потемках, работать без полного понимания. С такими научными работниками крайне полезно обсуждать работы. Трудно переоценить их роль в развитии науки - она гораздо больше, чем можно заключить, изучая их собственные труды, как бы значительны они ни были. Очень хороший физик с даром глубокого понимания, ныне покойный профессор Илья Миронович Шмушкевич принадлежал к этому типу. Каждый из знавших его стремился в конце или даже в середине работы услышать его критику. Это называлось «пропустить через Шмушкевича». После такой операции все сомнительные и недодуманные места выступали наружу. Если же работу удавалось «пропустить» без замечаний - значит, все в порядке.

В более завуалированной форме нелюбовь к блужданию в потемках проявляется в желании делать только достоверные работы. Как недостоверные отбрасываются все исследования, которые нельзя сделать без необоснованных, но правдоподобных предположений. Эта черта иногда вредит даже физикам самого высокого класса. Эйнштейн писал в некрологе, посвященном очень глубокому физику Паулю Эренфесту: «Он постоянно страдал от того, что его способности критические опережали способности конструктивные».

«Служенье муз не терпит суеты…» (А. С. Пушкин)

Противоположный недостаток - желание «схватывать на лету», угадать результат, минуя процесс понимания. Назовем его «вундеркиндством». Воспитание или самовоспитание научного работника должно начинаться с полного устранения всех следов вундеркиндства. Ландау, которого отличала поразительная широта охвата всех областей физики и совсем уже поразительная скорость мысли, никогда не допускал никаких проявлений вундеркиндства, а старался довести вопрос до полной ясности, до предельной простоты. И говорил шутя: «Я - гениальный тривиализатор».

Существует замечательное явление - глубокая научная мысль выигрывает от упрощения. В искусстве - наоборот, законченное произведение не может быть упрощено, попытка упрощения уничтожит образ. Слова «Пьяной горечью Фалерна чашу мне наполни, мальчик!» после упрощения превращаются в просьбу: «Мальчик, налей-ка мне вина». Можно анализировать элементы, которые создают очарование, но образ произведения искусства нельзя свести к элементам, он воспринимается как целое. В науке сведение к элементам возможно.

До понимания значительных явлений в искусстве нужно подняться, дорасти, а достижения науки можно

«опустить», сделать доступными для «пешеходов». Это требует таких же творческих усилий, как и научная работа. Поэтому многие глубокие научно-популярные книги, написанные выдающимися учеными, дают не меньший толчок развитию науки, чем их оригинальные работы. Чтение таких книг иногда требует больших усилий, но зато в них не обходятся трудные места и упрощение не переходит в вульгаризацию.

В научной работе не должно быть спешки и суеты, но недостаточно активная работа не только отнимает много времени, но малоэффективна. Впрочем, это относится ко всем видам человеческой деятельности.

Еще одна психологическая черта, которая мешает творчеству, - вера в собственную непогрешимость. Конечно, нельзя сделать ничего серьезного без веры в свои силы. Но убеждение в непогрешимости приводит только к тому, что научный работник, раз выбрав неверное направление, будет упорно его держаться.

Должна быть найдена правильная мера уверенности и сомнения, колебания и непреклонности, гибкости и несгибаемости.

Сколько ангелов поместится на кончике иголки?

Часто работа тормозится обсуждением антинаучных или вненаучных проблем. Иногда антинаучность видна сразу, как в схоластических спорах об ангелах на кончике иголки или когда спор касается не существа дела, а терминологии. Но очень часто вненаучность не так уж очевидна.

Имеет ли научный смысл, например, утверждение, что рядом с нашим миром есть еще один, но мы его не замечаем, потому что он не взаимодействует с нашим? Способа проверить это утверждение нет - значит, оно лежит вне науки.

Можно ли сомневаться в правильности, скажем, квантовой механики? Конечно, нет таких истин, в которых нельзя усомниться, но лучше не делать этого без достаточных оснований - без бережного отношения к хорошо установленным истинам наука не могла бы развиваться.

Квантовая механика и теория относительности особенно часто подвергались ненаучной критике. Чаще всего она сводилась к попыткам иначе объяснить явления, уже предсказанные и объясненные прежними теориями.

Но покуда не указаны эксперименты, позволяющие доказать справедливость новой точки зрения или ошибочность старой, обсуждение не относится к области науки и в лучшем случае может иметь только педагогическую ценность.

Есть безусловный критерий различия научных и ненаучных вопросов. Ненаучными называются все утверждения, которые не допускают хотя бы принципиальной проверки. Этот критерий вытекает из «принципа наблюдаемости», о котором шла речь в главе «Инструменты познания». Должна быть не обязательно реальная, но хотя бы мысленная возможность проверки. Объектом изучения может быть теория, возможно, и не описывающая наш мир, но логически допустимая, как, скажем, геометрия Лобачевского. Ее можно назвать научной, если следствия теории можно проверить мысленно, делая опыты в том воображаемом мире, который она описывает, или, короче, - если она приводит к определенным соотношениям между входящими в нее величинами.

Приведем в пример концепцию божества. Если бог представляется субстанцией духовной, не влияющей на законы природы, тогда его существование не проявляется в виде наблюдаемых соотношений, и, следова-

тельно, такой бог согласно принципу наблюдаемости - понятие вненаучное. Но если мы подразумеваем материальную силу, влияющую на законы природы, - это понятие нужно включить в сферу естественных наук. Ученый может только повторить мысль Пьера Лапласа - пока нет экспериментальных данных, требующих такого включения, - все известные законы природы удавалось объяснить без введения каких-либо сторонних воздействий.

Воздайте гениям по заслугам!

Любовь к науке немыслима без глубокого уважения к духовному подвигу предшественников.

Как же объяснить распространенное желание обнаружить недостатки гения - выискивать ошибки, приписывать заимствования, умалять значение работы?

Разумеется, иногда гениальные творения и их авторы критикуются по политическим или националистическим причинам - вспомним критику теории относительности фашистами и их последователями. Но мы говорим не об этом - этому нет оправдания, но есть хотя бы объяснение.

Гораздо труднее объяснить психологическое явление - стремление принизить гения, распространенное не только в широкой публике, но и в кругу людей, считающих себя специалистами.

Став благодаря бойкости кисти модным живописцем, гоголевский Чартков из повести «Портрет» «…утверждал, что прежним художникам уже чересчур много приписано достоинства, что все они до Рафаэля писали не фигуры, а селедки; что существует только в воображении рассматривателей мысль, будто бы видно в них присутствие какой-то святости; что сам Рафаэль даже писал не все хорошо и за многими произведениями его удержалась только по преданию слава; что Микель-Ан-жел хвастун, потому что хотел только похвастать знанием анатомии, что грациозности в нем нет никакой…».

Сколько мучительных переживаний доставалось при жизни Галилею, Пушкину, Вагнеру, Больцману, Лобачевскому; сколько душевных сил нужно было потратить Эйнштейну на защиту от нелепых придирок и обвинений! Казалось бы, современники должны радоваться, что рядом с ними кто-то пишет роман, делает открытие, создает симфонию, но именно это вызывает раздражение людей, зараженных такой болезнью.

«Знатоки» не оставляют в покое великих творцов и после их смерти. Кому только не приписывается авторство шекспировских сонетов и трагедий - от Фрэнсиса Бэкона до королевы Елизаветы; «музыковеды» заявляют, что «Реквием» написал не Моцарт, а его ученик; скульпторы делают портреты великих ученых, изображая их тупыми коротконогими уродцами…

Особенно часто таким нападкам подвергались работы Эйнштейна по частной и общей теории относительности (теории тяготения). Почти все историки науки видят в теории тяготения редчайший пример великого открытия, сделанного одним человеком. Когда все физические идеи были до конца сформулированы, великий немецкий математик Давид Гильберт уточнил эйнштейновские уравнения. Эту же поправку одновременно сделал и сам Эйнштейн. Гильберт ясно понимал, как скромна его роль в создании этой теории. Но находится «историк науки», который заявляет, что в завершении теории важную роль сыграл Гильберт. Другой говорит об Эйнштейне: «Науке очень полезны проницательные умы, способные довести до конца идеи, носящиеся в воздухе…»

Занимаясь историей науки, «знаток», принижающий гениев, говорит о великих открытиях как о чем-то обычном, обыденном. Он пытается создать представление, что открытия не возникают в результате мучительных усилий и озарений, а «становятся известными» сразу всем. Сохраняя факты, он, по существу, искажает историю, осуществляя свою, быть может, неосознанную задачу - принизить величие и поэзию научного подвига.

Что же это такое, чем вызвана болезнь - завистью, стремлением к самоутверждению, манией величия?..

Разумеется, можно возразить, что досужие домыслы проживут недолго. Эйнштейн останется Эйнштейном, Моцарт - Моцартом, но неуважение к высоким подвигам человеческого духа может заразить молодых, начинающих свой творческий путь людей жестоким ядом нигилизма.

Не нужно слепо преклоняться перед авторитетом, но нужно чтить память о людях, пришедших к великим свершениям, чтобы стали возможны свершения будущие.

«Вижу бороду, но не вижу философа» (Французская пословица)

Еще одна опасность на пути занимающихся наукой - «старение». Это слово стоит в кавычках, потому что оно не имеет отношения к возрасту. Начинается «старение» незаметно и может поразить 30-летнего человека. Очень заманчиво передать всю техническую работу помощникам, чтобы освободить себе время для более важных научных дел. Постепенно передаются и вычисления, и даже часть размышлений. Этого делать нельзя, как нельзя общаться с любимым человеком через третье лицо. Люди среднего поколения, интересующиеся живописью, хорошо помнят гигантские холсты, покрывавшие стены выставочных залов в первые послевоенные годы. Эти картины писались «бригадным методом» - иногда площадь холста делилась на квадраты и прямоугольники, и каждый художник работал над своим куском; иногда «разделение труда» заходило еще дальше - один писал лица, другой - мундиры, третий - знамена… Под большинством картин стояли имена известных художников, но ни одно из них, к счастью, теперь нигде не появляется.

Как только научный работник перестает работать своими руками, делать измерения, если он экспериментатор, вычисления, если он теоретик, начинается «старение» независимо от возраста и чина. «Стареющий» теряет способность удивляться и радоваться каждому малому шагу, не жаждет больше учиться; вместе с чванством и важностью возникает стремление решать только мировые проблемы. Число публикуемых за единицу времени работ при этом резко возрастает. Ему кажется, что все его советы необычайно ценны и непогрешимы; что ему достаточно провести полчаса в неделю около каждой установки, чтобы сделаться соавтором работ. Оговоримся: в некоторых случаях совет квалифицированного и опытного человека может оказать решающее влияние на ход работы. Иногда совет может оказаться настолько ценным, что дает право на соавторство. Но это исключение; участие в большом количестве публикаций - настораживающий признак. И очень часто не только не вызывает уважения, но дает повод для насмешек. Как это объяснить самому пострадавшему? И вообще, как объяснить недопустимость слишком большого числа работ у любого научного работника? Может

быть, следует изгнать неудачный анкетный вопрос о числе научных работ, заменив его вопросами: какие оригинальные результаты получены; какие научные вопросы разрешены благодаря вашим работам; или, если уж обязательно нужна цифра, - сколько имеется ссылок на ваши работы?

Помимо засорения научных журналов, необузданное писание создает нездоровую атмосферу дешевого успеха, чуждого задачам науки. Постепенно уменьшается чувство ответственности, исчезает желание взвешивать каждое слово в статье, чтобы не сделать ошибочного утверждения. Рождается успокоительная мысль, что, несмотря на ошибки, неправильная работа часто указывает верный путь…

Понемногу научное содержание сменяется рассуждениями общего характера, увеличивается описательная часть статьи и уменьшается количество формул. Отсутствие новых мыслей автор пытается скомпенсировать остроумными замечаниями. Когда он делает попытку вернуться к работе, он способен лишь на замечания о работах, уже сделанных другими. Особенно острый характер это заболевание приобретает, когда научный работник внезапно оказывается на высоком административном посту. Тогда к его научным высказываниям прибавляется самоуверенность, пропорциональная административным возможностям. Каждый знает примеры подобных научных судеб. Такая деятельность не может заменить радости подлинной творческой работы, и чаще всего рождается глубокое, иногда скрытое чувство неудовлетворенности. Такова расплата за пренебрежение научным трудом.

Механизм «старения» в художественном творчестве схож с описанным процессом. Художник - вспомним снова гоголевского Чарткова - может стать «стариком» в самом начале своей блестящей карьеры; но великие мастера - Леонардо, Тициан, Пикассо - доживали до преклонных лет, создавали прекрасные, мудрые произведения, не задумываясь обращались к новым средствам, отказываясь от давно найденного, безотказного пути.

В интересной книге В. Полынина «Мама, Папа и Я», посвященной генетике, говорится: «Удивительный норов у науки, любит она молодежь…», и дальше: «…ей предпочтительнее легкомысленный путаник, но одержимый духом бунтаря и ниспровергателя…» Очевидно, что человек с такой психологической характеристикой ни в каком возрасте ничего значительного и даже просто полезного не сделает в науке.

Я думаю, что успех в науке связан не с возрастом, а с определенным характером способностей, с определенным психологическим типом. Эти свойства не обязательно ухудшаются с годами.

Но как же быть с тем несомненным фактом, что большая часть важных открытий сделана молодыми людьми? Из этого статистического наблюдения делают вывод, что значительные работы в математике или теоретической физике можно сделать лишь до тридцати лет.

По-моему, это распространенное заблуждение - результат неправильного анализа статистических данных.

Статистика означает только, что есть коррелятивная, сопутствующая связь между возрастом и научным успехом, но отсюда отнюдь не следует, что эта связь неизбежная, вытекающая из логики научной работы.

Многие покидают науку по внешним причинам, действие которых часто, но не обязательно усиливается с возрастом: семейные заботы, болезни, самоуспокоение.

Научная работа - тяжелый труд, и многие его не выдерживают, уходят в более легкие области.

Действительно серьезная, но преодолимая трудность состоит в том, что ученому приходится перестраивать систему взглядов, стиль работы, а иногда и свой психологический склад с каждым большим открытием. В некоторых случаях это легче сделать молодому человеку, не обремененному грузом установившихся представлений. Вместе с тем привычка к гибкости мысли, порождаемая опытом научной работы, может скомпенсировать это преимущество начинающего. Во всяком случае, индивидуальный разброс способности воспринимать новое значительно превышает те изменения, которые в среднем появляются с возрастом. Поэтому предельный возраст для занятий наукой не может быть установлен статистически, а определяется индивидуальными особенностями ученого.

Самая главная причина раннего старения состоит, на мой взгляд, в том, что очень часто, достигнув успеха в раннем возрасте, научный работник заболевает желанием получать и дальше результаты не меньшего значения, теряет бескорыстную способность радоваться «малым открытиям», радоваться повседневной работе, без которой не существует научной работы. И тогда он рано или поздно проделывает только что описанный грустный путь перерождения.

Думаю, что тот, кто ясно понимает причины раннего старения, может уничтожить свой возрастной барьер. Впрочем, я неравнодушен к этому вопросу и, отстаивая интересы своего возраста, могу заблуждаться.

Одно бесспорно: когда человек, преданный науке, чувствует ослабление фантазии, творческих способностей, связанное с возрастом или болезнью; когда еще можно работать, но не так интенсивно, остается единственный достойный выход - помогать своим ученикам и гордиться их работами, как гордится рекордами своих воспитанников спортивный тренер, который сам был чемпионом.

СЕКРЕТЫ РЕМЕСЛА

Можно ли проследить, как возникают скачки мысли, неожиданные сопоставления, внезапные просветления,- все, что составляет творческий процесс? Как направить фантазию в нужную сторону? Какие приемы облегчают поиски решения? Как повлияло на научную работу появление вычислительных машин? Какая последовательность действий надежнее и быстрее приводит к решению задачи?

Невидимые миру слезы

В книге «Наука и метод» Анри Пуанкаре анализирует процесс математического творчества, который, по его мнению, состоит из чередования сознательных и подсознательных усилий.

Пуанкаре рассказывает несколько случаев, когда после долгих бесплодных усилий работа откладывалась, и потом, внезапно, во время прогулки или при входе в омнибус, возникала идея решения. Потом нужно было несколько часов сознательной работы, чтобы завершить исследование. Эта схема действует и в теоретической физике, и, я думаю, во многих других областях творчества. Михаил Зощенко, когда рассказ не удавалось довести до конца, откладывал его со словами: «Ничего, в духовке дойдет!» Иногда решение приходит во сне или еще чаще в состоянии между сном и бодрствованием, которое возникает после напряженной работы. Когда я решал задачу о вылете электронов из атома при ядерных столкновениях, качественно все было ясно: в результате столкновения с нуклоном ядро приобретает скорость за малое время, и электроны со скоростями, меньшими, чем скорость ядра, не успевают улететь вместе с ним, а остаются там, где произошло столкновение. Но как найти количественное решение? Как получить формулу, дающую вероятность вылета любого из электронов? Подсознание выдало идею во сне: наездница скачет по цирковой арене, внезапно останавливается, и цветы, которые она держит в руках, летят в публику. Эта картина подсказала, что нужно перейти в систему координат, в которой ядро после столкновения остановилось - в такой системе проще описать состояние вылетающих электронов. Оставалось только перевести эту мысль на язык квантовой механики.

Уточним, что такое «подсознание», и отделим его от понятия «бессознательного» - особой сферы психического, качественно отличной от сознания. Бессознательное - врожденная психическая структура - лежит в основе общечеловеческой символики, сновидений, мифов, сказок, легенд, суеверий. Подсознание, о котором мы будем говорить, - это область психического, примыкающая к сознанию, хранящая весь накопленный опыт и питающая интуицию. Подсознание работает очень активно, часто уберегая человека от опасности, подсказывая ученому решение, писателю - идею, художнику - форму. Вспомним замечательный эпизод из романа М. Булгакова «Белая гвардия», когда Николка Турбин убегает от вошедших в город петлюровцев. Он бежит проходными дворами и наконец натыкается на глухую стену. Дороги назад нет, его настигают. «Николка полез по куче битого кирпича, а затем, как муха по отвесной стене, вставляя носки в такие норки, что в мирное время не поместилась бы и копейка». В «мирное время» подсознание молчит, человек рассматривает глухую стену сознательно и не лезет на нее. В экстремальной ситуации, напротив, руководит подсознание, интуиция.

Сознательные попытки решить проблему дают задание подсознанию искать решение в определенном круге понятий. Подсознательно из запаса накопленных знаний и особенно из арсенала собственного опыта отбираются сочетания понятий, которые могут оказаться полезными. Они предъявляются на суд сознания и либо остаются, если окажутся пригодными, либо уходят опять в темноту. Особенность подсознательной работы в том, что ассоциации возникают без контроля. Поэтому возможно появление самых неожиданных сочетаний.

Иногда во время бессонной ночи, вызванной работой, кажется, что ты наблюдаешь этот процесс со стороны и тогда видишь больше деталей и, разумеется, картина делается еще более субъективной. Пуанкаре представлял себе набор неких молекул, которые приводятся в движение предварительной работой сознания, сталкиваются и расходятся, а иногда сцепляются и образуют прочные соединения. Другой образ - подсознание представляется как собрание знакомых и полузнакомых людей, символизирующих различные понятия. Нужно, чтобы они заинтересовались друг другом и начали общаться. Нужно знать, кто из них уже встречался раньше. Нужно почувствовать атмосферу собрания, что даст ключ к нахождению недостающих идей. Конечно, это только интуитивная картина. Согласно принципу наблюдаемости какие-то ее черты приобретут научную ценность, если на их основе будут указаны приемы, увеличивающие эффективность подсознательного процесса.

Обузданная фантазия

Такие приемы действительно существуют. Хорошо известно, как важно для плодотворного рабочего дня поработать хотя бы недолго накануне вечером. Вы как бы дадите задание подсознанию и утром следующего дня встанете с ясной программой действий.

Чтобы сдвинуться с мертвой точки при решении трудной задачи, необходимо сознательными усилиями, многократно повторяя рассуждения и вычисления, довести себя до состояния, когда все аргументы «за» и «против» известны наизусть, а все выкладки проделываются без бумаги, в уме. Такая подготовка настолько облегчает работу подсознания, что очень скоро решение приходит само собой. Можно искусственно регулировать соотношение между работой сознания и подсознания, между анализом и интуицией. Чтобы увеличить удельный вес контроля, можно работать вместе с критически настроенным соавтором, а чтобы подстегнуть интуицию - с соавтором, склонным фантазировать.

Чтобы дать свободу интуиции, можно заставить себя на время отвлечься от трудностей и свободно пофантазировать. Способ «грез наяву» полезен при изобретательстве, когда важно выдать на поверхность большое число вариантов решения, забывая на время о трудностях технического осуществления.

Чтобы воспитать у студентов способность чередовать сознательные и интуитивные усилия, полезны импровизированные лекции, когда лектор при участии слушателей пытается выяснить новый для него самого вопрос, показывает, как он сам решал бы задачу. При этом видно, как ход решения диктуется логикой задачи.

Обучая молодых людей теоретической физике, можно применять метод, дающий, как мне кажется, хорошие результаты, - работать в их присутствии. Сначала обучающийся только сопереживает, стараясь молча понять возникающие трудности и радости. Но затем начинается соучастие, появляются вопросы и возражения, возникают споры и, наконец, наступает момент, когда к ученику приходят собственные идеи и определяются задачи для самостоятельного решения. Эти занятия приносят плоды не столько в обучении техническим приемам, сколько в том, что ученик вместе с руководителем проходит весь извилистый путь со всеми взлетами и падениями от первоначальной идеи до завершенной работы.

Наверное, так же можно было бы воспитывать молодых альпинистов, если бы это не запрещалось техникой безопасности - третьеразрядников вместе с мастерами выпускать на восхождение пятой категории трудности. Отношение учеников к учителю напоминает отношение детей к родителям: начинается с чрезмерного уважения и даже восхищения. В это время обучение наиболее плодотворно - ученик впитывает все советы учителя. Затем приходит более трезвая оценка, появляется критическое отношение. Иногда наступает охлаждение или даже отчуждение. Тогда обучение бесполезно, и лучше на время отдалиться. С годами чаще всего отчуждение проходит, и возникает зрелая любовь, прощающая недостатки.

Тот, кто хотя бы однажды делал работу, лежащую на границе возможного или, казалось бы, за его пределами, знает, что есть только один путь - упорными, неотступными усилиями, решением вспомогательных задач, подходами с разных сторон, отметая все препятствия, отбрасывая посторонние мысли, довести себя до состояния экстаза (или вдохновения?), когда сознание и подсознание смешиваются, когда сознательное мышление продолжается во сне, а подсознательное - наяву… Этот экстаз довольно опасен, он близок к психическому расстройству, к тому состоянию, которое описано Чеховым в «Черном монахе». Эйнштейн писал, что в период создания теории относительности он доходил до галлюцинаций. Но это состояние приходит редко. Для него необходимо совпадение нескольких маловероятных условий: наличие трудной задачи, взволновавшей до глубины души; ощущение, что именно ты можешь и должен ее решить; владение техникой, достаточное для решения; опыт решения более легких задач подобного рода; безупречное здоровье, чтобы выдержать длительную бессонницу или полубессонницу; и, наконец, полное отвлечение от посторонних забот. Но самое главное - нужно огромное мужество, чтобы поверить своим результатам, как бы они ни расходились с общепринятыми, не испугаться собственных выводов и довести их до конца. Сколько замечательных работ было брошено неоконченными из-за недостатка смелости!

ПРОДОЛЖЕНИЕ


курс 

виртуоза жизни
Игры 

Виртузов
Если эффективность - это способность достигать желаемого с минимальными затратами, то сверхэффективность - это способность достигать желаемого с максимальными эффектами. СВЕРХЭФФЕКТИВНОСТЬ – это красивые, оригинальные и супер эффективные решения там, где как будто этих решений и нет…
Как развивать в себе такую способность? - просто ПОГРУЖАЕМСЯ в атмосферу СВЕРХЭФФЕКТИВНОСТИ...
Социальный ИНТЕЛЛЕКТ = Жизненный УМ - система- механизм, которая осуществляет нашу жизненную эффективность, а именно - все оценивает, придумывает, продумывает..., а также, хорошо разбирается в людях, в жизни, в ее разнообразных ситуациях.
Как думает социальный интеллект высокого уровня? И, как развивать в себе такую способность думать? - ответы на семинаре
"СОЦИАЛЬНЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ: думать, как гроссмейстер..."
Если обычная манипуляция - это про то, как обманывать, провоцировать, пугать, подставлять..., то КРЕАТИВНАЯ МАНИПУЛЯЦИЯ - это философия ловкости, гибкости, находчивости... - это театр нашей жизни - это комбинации, финты, красивые, оригинальные схемы и ходы.
Для всех, кто любит красивое, оригинальное и суперэффективное - тренинг
"КРЕАТИВНАЯ МАНИПУЛЯЦИЯ: искусство управления ситуацией и людьми".
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ИМПРОВИЗАЦИЯ (в контексте ситуационной эффективности) - во многом неосознанная способность человека действовать эффективно, по ситуации, когда сознание не особо утруждает разум, как надо или как не надо - четко сканирует постоянно меняющуюся ситуацию и выдает наиболее правильное решение.
Хотите проверить, кто круче импровизирует по жизни? - устроим для вас Шоу -
"ИГРЫ ВИРТУОЗОВ ЖИЗНИ"
выездной 

тренинг
MEGAS-CLUB
2010-2019 © Игорь Герасимов | Все права защищены | Копирование материалов только с указанием активной ссылки на источник