Иван Сороковик - Как рождаются открытия?

• Название: Как рождаются открытия?
• Автор: Иван Сороковик
• Жанр: История
• Год: 2013
• ISBN: 978-985-08-1507-1

Книга посвящена научному творчеству, его мотивации, открытиям всемирно известных ученых, научно-нравственной атмосфере в научных сообществах. Имеются сведения и об исследователях Беларуси.

Написана на основе примеров и фактов как из печатных источников, так и личных наблюдений, обобщений автора. Адресуется всем тем, кто интересуется историей науки, и, прежде всего, школьникам, студентам, аспирантам, молодым ученым – той возрастной категории общества, у которой чаще других появляются вопросы (как? что? почему?) и желание их выяснить.

---

Ученый должен быть всегда и везде критичным к себе и другим, критичным к результатам своей научной работы. Ведь не случайно порой на проверку правильности поставленного эксперимента, доказанной теоремы уходит больше времени, чем на саму теорему или эксперимент. Американский ученый Роберт Эндрус Милликен (1868–1953) первым в мире измерил заряд электрона. Однако во всей этой работе ученого измерение заряда заняло наименьшую часть времени, а больше всего – на проверку результатов.

Ученого всегда должна преследовать мысль: а нет ли ошибки? Имеются ли уязвимые места? Если есть, то почему и как их объяснить?

Ученый должен выдвинуть гипотезу, когда будет достаточно накоплено и проверено фактов. Не случайно И. Ньютон, открыв закон тяготения, отказался объяснять его причину: «Гипотез не строю». Он считал, что материала для этого пока недостаточно.

Этому правилу следовал и академик Сергей Иванович Вавилов (1891–1951), брат Н. И. Вавилова. Известно, что он был крайне осторожен при определении достоверности результатов, полученных аспирантами и сотрудниками. Сергей Иванович, как правило, настаивал на проведении ряда контрольных опытов, измерении одних и тех же величин различными методами, различными путями, и только после такой перекрестной проверки результатов он признавал их правильность.

Иногда С. И. Вавилов не довольствовался одним описанием проведенного сотрудником опыта. Тогда он сам садился за прибор и проверял полученные результаты, а в ответственных случаях проводил целые серии измерений.

Луи де Броль также с недоверием относился к поспешным выводам. В предисловии к книге «Свет и материя» говориться: «Крушение, которое в течении каких-то десятилетий потерпели прочно обоснованные принципы и, казалось, не менее основательные выводы, показывает нам, насколько осторожным надо быть при попытке построить общие философские заключения, опираясь на прогресс науки. Тот, кто замечает, что сумма нашего незнания намного превышает сумму нашего знания, едва ли чувствует себя склонным делать слишком поспешные выводы».

Однако в жизни часто случается обратное, так как не каждый ученый может определить это соотношение, разобраться в творческом процессе своего коллеги-ученого. Не «повезло» Рентгену, которого некоторые исследователи упрекали за небольшое количество работ (список его публикаций содержит не более 60 статей, т. е. в среднем одна работа в год). И как обратный пример приводятся сведения о том, что Уильям Томсон (1824–1907) напечатал свыше 600 исследовательских публикаций, Леонард Эйлер – более 800, Макс Планк опубликовал около 250 научных работ, Вильгельм Оствальд написал свыше 1000 печатных трудов и т. д.

В связи с этим известный ученый Лауэ считал выдвинутые против Рентгена мотивы ложными. По его мнению, впечатление от того открытия, которое сделал Рентген, когда ему было 50 лет, было таким сильным, что он никогда не мог от него освободиться. И это повлияло на дальнейший творческий процесс. Кроме того, указывает Лауэ, Рентген, как и другие исследователи, испытал слишком много неприятностей из-за разных дурных качеств людей.

По мнению Фридриха Гернека, исследователя науки из Германии, девиз Карла Фридриха Гаусса «pauca sed matura» («мало, но зрело») мог бы стать также лозунгом Рентгена. Он мог бы сказать вместе с Гауссом: «Я ненавижу все поспешные публикации и хочу всегда давать лишь зрелые вещи». Рентген осуждал «спекулятивную и публикаторскую горячку» многих, прежде всего молодых ученых и не хотел даже слышать о предсказаниях: «Я не прорицатель и не люблю пророчеств, – сказал он одному репортеру. – Я продолжаю мои исследования, и пока я не располагаю гарантированными результатами, я их не опубликую».

Когда его ученик А. Ф. Иоффе весной 1904 года послал ему предварительное сообщение о своих исследованиях, то получил от Рентгена открытку: «Я жду от вас серьезной научной работы, а не сенсационных открытий. Рентген».

Критичность и самокритичность ученого особенно возрастают сейчас, когда на эксперимент расходуются огромные денежные средства. Неправильно поставленный эксперимент это выброшенные на ветер большие государственные деньги.

И здесь же хотелось бы несколько слов сказать о другой, очень важной черте настоящего ученого – скромности. Эта черта присуща почти всем ученым и поэтому стала типичной. Не потому ли мы мало и знаем о труде и деятельности ученых? Ведь сами они, за редким исключением, очень мало пишут и говорят о себе. Принято, что эту черту перенимает и более молодое поколение исследователей.

Однажды в Минск приехал фотокорреспондент «Комсомольской правды». Готовился фотоальбом о лучших представителях нашей молодежи, в том числе и молодых ученых. Единогласно порекомендовали Солдатова. Владимир Сергеевич только что получил премию Ленинского комсомола за свою научную работу.

Но когда речь зашла о фотографировании, он категорически отказался: «Я еще ничего такого не сделал, чтобы меня фотографировали».

И это было не жеманничество, не самолюбование, а именно скромность в суждении о результатах своей работы.

Всемирно известный физик Макс Планк сделал эпохальное открытие. Он открыл элементарный квант действия, новую естественную константу, значение которой для физической картины мира можно сравнить только со значением константы скорости света. Он заложил основы атомного века, дал теоретическое обоснование своей формулы излучения.

Однако сам Планк считал свои заслуги весьма скромными. В ответ на речи, произнесенные на торжественном заседании Немецкого физического общества в апреле 1918 г. по случаю его 60-летия, он сказал: «Представте себе горняка, который с напряжением всех своих сил ведет разведку благородной руды и которому однажды попадается жила самородного золота, причем при ближайшем исследовании она оказывается бесконечно богаче, чем можно было предполагать заранее. Если бы он сам не натолкнулся на этот клад, то, безусловно, вскоре посчастливилось бы его товарищу». Далее Планк называл целый ряд физиков, прежде всего Альберта Эйнштейна, Нильса Бора и Арнольда Зоммерфельда (1868–1951), благодаря работам которых кванты действия обрели свое значение.

Ученый это и вперед смотрящий. Настоящий ученый всегда впереди своего времени. Вбирая в себя знания, опыт прошлых поколений, он будет двигать науку вперед только в том случае, если будет видеть на одно-два поколения дальше и больше других. Неудивительно поэтому, что многие крупные ученые не были признаны при их жизни, поскольку общество в тех условиях не смогло дать настоящей оценки их работам, открытиям, так как они не могли быть объяснены научными взглядами того времени.

В «непризнанных гениях», например, долгое время ходили и Берхард Риман (1826–1866), основоположник римановой геометрии, и Н. И. Лобачевский, создатель неевклидовой геометрии, и отец генетики Грегор Иоганн Мендель (1822–1884). Более того, многим из них, как открывателю электромагнитного поля Майклу Фарадею (1791–1867), Рентгену, Константину Эдуардовичу Циолковскому (1857–1935) пришлось еще долгие годы выслушивать насмешки современников за свои открытия и гениальные идеи. Но проходило время, возрастал общеобразовательный и культурный уровень населения, появлялась потребность в «ненужных» в прошлом идеях и общество признавало ученых, которых уже, как правило, не было в живых, но их открытия, идеи оставались бессмертны.

Сейчас многие известные понятия кажутся простыми, само собой понятными. Но в свое время это были подлинно революционные идеи, за которые иногда великие ученые расплачивались жизнью. Примечательно, что самые сложные проблемы науки разрешаются не путем новых усложненных представлений, а путем их упрощения за счет новых, простых конструктивных идей. Однако вся трудность заключается в том, чтобы найти эти простые и ясные решения, которые, как правило, не вытекают из прежних представлений и поэтому требуют определенного логического скачка. Решение этих трудностей обычно под силу только крупным ученым. Со временем новые идеи подтверждаются новым опытом, входят в сознание людей и начинают представляться им естественными.

Революционизирующе подействовало на старшее поколение физиков представление о волнах материи, которое открыл Луи де Бройль. В связи с этим Макс Планк на чествовании Луи де Бройля в 1938 г. говорил: «Еще в 1924 году г-н Луи де Бройль изложил свои новые идеи аналогии между движущейся материальной частицей определенной энергии и волной определенной частоты. Тогда эти идеи были настолько новы, что никто не хотел верить в их правильность, и я сам познакомился с ними только три года спустя, послушав доклад, прочитанный профессором Крамерсом в Лейдене перед аудиторией физиков, среди которых был и наш выдающийся ученый Лоренц (Хендрик Антон, 1853–1928). Смелость этой идеи так велика, что я сам, сказать по справедливости, только покачал головой, и я очень хорошо помню, как г-н Лоренц доверительно сказал мне тогда: «Эти молодые люди считают, что отбрасывают в сторону старые понятия в физике чрезвычайно lemo! Речь шла при этом о волнах Бройля, о соотношении неопределенностей Гейзенберга – все это для нас, стариков, было чем-то очень трудным для понимания. И вот развитие неизбежно оставило позади эти сомнения».