Александр Китайгородский - Физика – моя профессия

• Название: Физика – моя профессия
• Автор: Александр Китайгородский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1965

Автора этой книги, научного исследователя, профессора, доктора физико-математических наук А. И. Китайгородского, никак не упрекнешь в робости. На какие только вопросы не пытается он дать ответ на страницах своей книги! Как найти меру терпения? Возможна ли телепатия? Как оправдываются расходы на научные командировки и конференции? Каков сравнительный вес естественных и прикладных наук? Что значит слово «объяснение»? Есть ли различия между человеком и машиной? Как изменилось физическое мышление со времен Аристотеля? Как юноше выбирать профессию?..

И это только небольшая часть проблем, затронутых автором. Но рассказы о них служат одной цели – показать читателю роль физики в естествознании и роль естествознания в науке и жизни.

---

– Понимаете, я нашел расстояние между атомами в молекуле аминоуксусной кислоты.

– А зачем это нужно? – сразу же последовал вопрос.

– То есть как это зачем? Эти расстояния были до сих пор неизвестны.

– Ну и что же? Кому нужны такие данные?

Я не сумел тогда толком ответить. Приятели меня засмеяли, и я обиженно умолк.

Казалось бы, простой вопрос – зачем это нужно? – в отношении прикладных наук совсем не прост в отношении естествознания, и ответ на него требует некоторого разъяснения.

Определив расстояния между атомами в молекуле аминоуксусной кислоты, я решил задачу своей узкой научной специальности. Как я уже говорил, она называется «рентгеноструктурный анализ кристаллов». Это совсем небольшой участок научного фронта. Тем не менее исследованием структуры кристаллов рентгеновыми лучами занимается во всем мире не один десяток тысяч исследователей. Их цель – усовершенствовать методы эксперимента и расчета, с тем чтобы такие исследования проводить наиболее точно и быстро, а также изучить структуру как можно большего числа веществ во всех тех случаях, когда заранее неясно, какова она. Решению этих задач подчинено развитие рентгеноструктурного анализа кристаллов. Так же точно и любая другая научная специальность является деятельностью, развивающейся согласно своим целям.

Никто из членов научного содружества физиков и химиков, изучающих структуру кристаллов, не сомневается в том, что нужно совершенствовать методы расчета и эксперимента в области рентгеноструктурного анализа, что нужно определять неизвестные структуры кристаллов. Не сомневаются в этом и исследователи, работающие в других областях науки.

Для чего же нужно это делать? Правильный ответ здесь только тот, который давал мой библиотечный собеседник, – это нужно делать для того, чтобы выяснить неизвестные науке факты. Почти во всех без исключения случаях вновь выясненные факты (как бы ничтожны они ни были), новые точки зрения (на сколь угодно скромные явления) не останутся под спудом. Через год или через десятилетия они понадобятся другому исследователю. Научная эстафета, переданная, может быть, через десятки научных работ разных авторов, доберется до цели, уже ощутимой каждым, и окажется составной частью крупного открытия или свершения.

Можно напомнить, что без знания структуры графита не удалось бы рассчитать атомный реактор. А не совершенствуя расчетных методов рентгено-структурного анализа, не удалось бы выяснить структуру гена, а значит, и подойти к уяснению природы наследственности.

Таким образом, деятельность отряда научных работников, занимающихся рентгеноструктурным анализом кристаллов, становится необходимым элементом существенных успехов всей науки.

Наш пример был совершенно произвольным. Можно было бы проследить такое же участие в больших достижениях науки и техники любых других разделов естествознания: инфракрасной спектроскопии или калориметрии; учения о люминесценции или об адсорбции; математической теории «Фурье-преобразований» или теории относительности. И эти разделы науки, как и вся наука в целом, решают свои собственные задачи. Однако каждое научное исследование, принесшее с собой что-то новое, пусть даже вначале незаметное, может быть, через множество посредников окажется включенным в большое и важное открытие.

Если вы возьмете наугад какую-нибудь научную статью, то в конце ее найдете список литературы. Автор ссылается на других ученых, в работах которых он заимствовал нужные ему мысли или впервые обнаруженные факты. Таких ссылок даже небольшая работа имеет в среднем около 20. Большей частью ни один из авторов этих 20 работ не мог догадаться, кому в дальнейшем понадобится его исследование. 20 работ – это те, на которые исследователь сослался. А сколько еще неупомянутых разрозненных мыслей и фактов, взятых из других трудов, легло в основу его исследования.

Каждая хорошая научная работа (а хорошей является та, которая разрешила много неясного) растворяется в работах своих последователей. Элемент научной мысли одного автора содержится в сотнях и тысячах трудов исследователей, прочитавших его научную статью. Как из букв складываются слова, а из слов фразы, так из отдельных научных работ создается новая научная идея, падает или возникает новая научная гипотеза, подготовляется научное открытие.

Как непохожи в этом отношении произведения науки и искусства! Каждое художественное произведение завершено в самом себе, и оно может быть оценено всеми общими критериями, применимыми к искусству в целом. Если искусство грандиозное здание, то произведение художника тоже здание, лишь микроскопического размера – в нем должны быть те же окна, те же двери…

Ни одно научное исследование не завершено само в себе. Оно получает смысл лишь благодаря работе предшественников и последователей. Если наука грандиозное здание, то отдельное исследование – это кирпич в его стене.

Проходят века – искусство накапливает ценности, отсеивает слабое, но хранит великое. Не как музейную ценность. Многие сотни и тысячи лет волнует слушателей и зрителей произведение великого художника.

Путь науки прямой. Мысли каждого исследователя, добытые им факты – это кусочек пройденного пути. Нет дороги без этого метра асфальта, но он пройден, дорога идет дальше. Посмотрите назад – все незаметнее становится отмеченный участок, а в глубине лет он совсем теряется из виду.

До обидного мало времени живет «произведение автора-ученого». Вероятно, что-нибудь около 30–50 лет. За эти годы оно исчерпывающим образом растворяется в работах последователей; лучшее, что в нем есть, усваивается, ненужное отсеивается, и само произведение становится выжатым лимоном.

Это ожидает не только рядовых исследователей. Такова же судьба книг и работ гениальных физиков Ньютона, Максвелла и даже совсем близкого к нам Эйнштейна. Их трудами интересуются только историки науки. Знакомиться же с работами гениев надо по изложениям наших современников. Ведь время обтесывает гениальное открытие, придает ему новую форму, даже меняет черты. Сегодняшняя механика – творение Ньютона – по форме уже слабо напоминает механику, написанную Ньютоном.

Может быть, это отступление поможет вам понять, почему так трудно оценить значимость отдельного научного исследования.

Надо признаться, когда исследователь в области естествознания рассказывает широкой публике о своих достижениях, то он вынужден… мне не хочется говорить – привирать, а скажем лучше – обобщать и описывать, собственно говоря, не значимость своего вклада в науку, что на общедоступном языке сделать практически невозможно, а значимость всей области, в которой он трудится.

Конечно, бывают исключения, когда на фоне будней кропотливой научно-исследовательской работы мы достаточно отчетливо видим рождение новой идеи, открытие новых явлений, создание нового метода исследования.

Иногда значение этого нового сразу же очевидно.

Так было, например, с работой американских ученых Ли и Янга, открывших новое свойство элементарных частиц, или с работой немецкого физика Мессбауэра, обнаружившего новый эффект во взаимодействии гамма-лучей с веществом. Эти ученые почти немедленно были удостоены высшей награды за научные исследования – Нобелевской премии. Но это скорее исключения. Примеры позднего признания ценности открытия можно найти в большем числе.

В 1934 году аспирант Черенков обнаружил новое явление в рассеянии электронов жидкими и твердыми телами. Никто не мог предвидеть в то время, что это приведет через десятилетия к созданию замечательных счетчиков ядерного излучения. Работы были оценены Нобелевской премией четверть века спустя.

Наш выдающийся физик-теоретик Ландау совсем недавно был удостоен Нобелевской премии за работы, проделанные еще до войны.

В 1945 году Завойский в Казани обнаружил резонансное поглощение радиоволн электронами. Нельзя было предвидеть в то время широкого развития этих работ и возникновения новой области физики – исследования структуры вещества методами магнитного резонанса. И эта работа получила признание лишь много позже ее свершения.

Поэтому не так легко оценить работу исследователей, действующих на поприще естествознания.

Значительно проще обстоит дело с оценкой деятельности инженера – начальника цеха. Количество и качество выпускаемой продуции измеряется объективными цифрами, и какой цех хорошо работает – может решить девушка из ОТК.

Отчетливо выясняется ценность научного работника в области прикладных наук. Найден новый материал – можно оценить его преимущество перед существующими. Разработана новая технология производства – цифры скажут, насколько она выгоднее старой. Во всех этих случаях работе может быть дана бухгалтерская оценка.

А в области естествознания?

Мне часто присылают на отзыв научные статьи, диссертации, отчеты по научным работам. Как же я составляю свое мнение?