Анатолий Сухотин - Парадоксы науки
Можно привлечь и другие примеры неожиданных, случайных озарений.
Изобретатель Б. Егоров рассказывает. Он работал над намоточным станком. Ехал как-то в электричке и увидел бабушку, которая вязала чулок. Это имело решающие последствия. Мысль сразу же ушла с проторенного пути на не замечаемую ранее дорожку. Изобретатель использовал в своем уникальном станке крючок наподобие того, каким вяжут. Конструкция оказалась очень оригинальной, и ряд ведущих станкостроительных фирм мира запросили модель Б. Егорова.
Из всех этих примеров явствует: научное открытие действительно поставлено в зависимость от случайного.
И это мы увидим не только здесь.
И все же случай нуждается в деликатном обслуживании. Конечно, внешне озарение приходит вдруг, как счастливое наитие, внезапное прозрение. Между тем ученый уже давно подготовлен к нему, овладел огромной массой сведений, сжился с проблемой, не однажды подступался к ней с разных сторон. Вспышка и может замыкать цепь раздумий лишь у человека, выстрадавшего открытие. То, что нужное знание, завершающее поиск, оказывается «под рукой», всплывая в критическую минуту из пластов бессознательного, этот факт, можно сказать, закономерен и неумолим. Что именно человек может увидеть в самых порой безобидных ситуация ч (бревно, проводящее звук, хомут, стягивающий оглобли), что он может вспомнить, какие ассоциации пробудить — все это зависит от его эрудиции, опыта. И вот, как пишет математик П. Александров, некая «случайная зацепка» дает толчок движению всей толщи освоенных ученым знаний. Эта «лента», скрытая где-то в недрач мозга, разворачивается как тугая спираль, и то, что ранее смутно улавливалось, немедленно обретает ясность.
Мы хотим сказать, что случай (как однажды выразился Ф. Энгельс, «его величество случай») обслуживает лишь умы, к его приему расположенные. Когда французский биолог Ш. Николь, открывший пути передачи сыпного тифа, заявил однажды, что озарение обязано только игре случая, Ж. Адамар совершенно резонно прокомментировал: если бы не предварительная работа, идущая нередко годами, то не было бы и открытий. Тогда причины тифа обнаружил бы не Ш. Николь, а ктолибо из его санитарок. Поэтому столь долго и не дается порой решение, что оно замыкается случаем, шанс уловить который тем ниже, чем менее подготовлен к этому исследователь.
Естественно поэтому, что инкубационные никлы длятся целые годы, иногда десятилетия. В течение 13 лет академик В. Филатов сосредоточенно и углубленно искал пути пересадки роговой оболочки. И нашел. Закон тяготения вынашивался И. Ньютоном более 20 лет.
Столько же вызревала у его соотечественника В. Гарвея мысль о кругах кровообращения. Два десятилетия понадобилось также и французу А. Амперу, чтобы затем в один .миг (под влиянием опытов датского исследователя X. Эрстеда) все понять и в течение буквально двух недель разработать теорию электродинамики.
Говорят, что А. Ампер создал свою теорию, потратив на это две недели и всю сознательную жизнь. Он шел к открытию целеустремленный. Его покорила идея связи электрических и магнитных сил. Еще В. Франклин выявил электрическую природу молний. Затем французский ученый Д. Араго доказал ее связь с магнетизмом, обнаружив влияние электрических явлений на магнитные, например, приход в негодность компаса после грозы (он северным концом показывает на юг). X. Эрстед же углубляет задачу, пытаясь разыскать более тонкие эффекты воздействия электричества на магнит. Он обнаружил их случайно. Около проводника, по которому шел электрический ток, оказался забытый кем-то компас. По отклонению его стрелки ученый и догадался о существовании магнитных сил электричества.
Эксперимент, сопровождающий этот вывод, выглядел эффектно, и X. Эрстед, счастливый, разъезжал по Европе, рассказывая о своей удаче. Появился он и в Париже. А здесь на одной из лекций его нашел А. Ампер. Но А. Ампер не просто показал связь магнитных и электрических сил, он описал те явления магнетизма, которые вызваны движением электрического тока. Потому он и явился творцом новой науки — электродинамики.
ДОВЕДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТА(ЛОГИЧЕСКАЯ ПОДБОРКА)
Итак, состоялся третий, решающий акт научного поиска. Он увенчал усилия рождением новой идеи. Но мы обязаны ее появлению на свет интуиции. Оттого ученый, испытав озарение, не знает, как он к нему пришел. Ибо его мозг занят другим, он создает и, конечно, не в силах в это же самое время еще и объяснять свои «поступки», следить, посредством каких именно операций добывается истина. Иначе ему надо было бы перестать творить и сосредоточиться на анализе процедур мышления.
Но хотя исследователь не знает, как он пришел к результату, не умеет тут же его обосновать, сам он тем не менее уверен в истинности полученного Для него правота добытой идеи вне всякого сомнения, и решение кажется самоочевидным уже в момент догадки. А. Эйнштейн, например, рассказывая о найденных им методах вычисления орбиты Меркурия, вспоминал, что он был совершенно убежден в очевидности результата еще до вычисления.
По этой причине некоторые вообще с полным пренебрежением относились к дальнейшей судьбе своего открытия. Их не заботило, как они будут приняты «У меня много таких пустяков», — заявил, например, Г. Лейбниц, когда друзья настояли на публикации метода дифференциального исчисления. О Ж. Фурье говорят, что он во многих выводах полагался на свою мощную интуицию и его мало смущала строгость найденного результата. Оттого в ряде случаев добытое им было впоследствии развито и обосновано другими математиками:
П. Дирихле, Г. Риманом, Г. Кантором, К. Вейерштрассом.
Но, как бы то ни было, поскольку открытие приносит новое, необычное знание, оно требует доказательств.
Пусть не для самого автора, для других. Тем более что любые глубокие перемены в науке чаще всего встречаются в штыки.
Фактически новая идея вначале не более чем гипотеза, которую еще надо отстоять, обосновать. И, лишь пройдя «чистку» через доказательство, она получает «прописку» в науке Эта процедура и называется доведением результата, или «логической подборкой» — заключительный аккорд на пути научного открытия. Здесь снова вступает в силу логика.
Доказательство представляет совокупность логических действий, призванных убедить в истинности родившейся идеи. Вначале формулируется тезис, то есть утверждение, которое хотят доказать. Затем выстраивается цепь аргументов — фактов, определений, законов или аксиом и теорем (в математике), истинность которых не вызывает сомнений. Опираясь на все это, последовательно, строго соблкпая правила логики, идут от одного утверждения к следующему (демонстрация), пока не будет получен вывод, составляющий суть открытия (тезис доказательства).
Важно установить, что получаемые из новой теории следствия не расходятся с имеющимися опытными данными, что нет буквально ни одноги «порочащего» теорию факта. И здесь, вообще говоря, существует определенная несправедливость, так сказать, «неравноправие». Пусть имеется тьма фактов, которые подтверждают вывод, но достаточно одного, что голосует против, как теория будет объявлена ошибочной. Впрочем, не всегда заслуженно, поскольку добытые наукой данные не безгрешны; ведь возможны ошибки измерения, неточность эксперимента и даже подтасовка данных.
Одним словом, доказательство проводится как система отчетливо осознаваемых логических операций, в которых исследователь вполне контролирует свои действия. Тут придется сделать небольшое отступление.
Научное открытие представляет, как уже мы отмечали, «логическое преступление», которое тем «возмутительнее», чем оно крупнее. Но тогда почему этот алогичный результат поверяется логикой?
Дело вот в чем. Когда мы говорим об отступлениях от логики, то имеем в виду логическую невыводимость новой идеи из старых законов науки, против которых и совершается «преступление». Однако открытие несет новые законы и положения. Если теперь эти положения принимаются в качестве истинных, налицо все основания оперировать с ними по правилам логики, проводить такие же логические действия, как и действия, осуществлявшиеся с ниспровергнутыми парадигмами. Короче, новая теория дает новые следствия, и никакого преступления в том, что мы выводим их, нет. «Преступление» же совершается в том смысле, что научное открытие отменяет прежние положения либо уточняет границы их применимости.
Чтобы усилить доказательность новой теории, полезно иногда попытаться ее… опровергнуть. Что представляет собой этот прием?
Вообще, опровержение — это логическая процедура доказательства ложности какого-либо рассуждения в целом (вместе с его тезисом, аргументами и демонстрацией). Но в логике разработано учение и о так называемом косвенном доказательстве. Оно, как и опровержение, предполагает те же логические операции, что проводятся в случае уже рассмотренного, прямого доказательства, только вместо отстаиваемого положения строится и доказывается его отрицание (вместо тезиса — антитезис). Смысл такого приема заключается в том, чтобы косвенным путем, то есть через попытку опровержения, подтвердить интересующую нас идею.
