На главную / Наука и техника / А. И. Фет. Введение в естествознание

А. И. Фет. Введение в естествознание

| Печать |

Популярная лекция, прочитанная в июле 2006 года для психотерапевтов в Институте семейной терапии Ричарда Коннера.

В наше время особым доверием людей пользуется наука. Конечно, сохранились еще более старые источники веры – религия и идеология. Но можно заметить, что та и другая в значительной мере утратили свою репутацию. Что бы ни говорили люди о своих убеждениях, они редко придают практическое значение религиозным церемониям. Некоторые – главным образом старые женщины – все еще верят, что есть особые чиновники, наделенные магической силой, которые могут выхлопотать для них желательные блага у своего начальства; и хотя прямое обращение к этому начальству не возбраняется, предполагается, что лучше действовать через посредников. Мой домашний телефон лишь одной цифрой отличается от телефона местной церкви, и мне приходится объяснять некоторым верующим, что это квартира, а не «храм». Это почти всегда женские голоса.

С идеологией дело обстоит совсем плохо. Еще недавно у нас была обязательная марксистская идеология, к которой можно было обращаться за истолкованием текущих событий. Теперь у нас рыночное хозяйство, но удивительным образом на рынке нет никакой приличной идеологии. Желая вас в чем-нибудь убедить, все непременно ссылаются на «науку».

Ученых развелось очень много, и все время являются какие-нибудь новые науки. Еще при советской власти сюда приезжал американец, занимавшийся этим вопросом, и он доказывал статистически, что число ученых возрастает в геометрической прогрессии – удваивается через каждые двадцать лет, или что-то в этом роде. Отсюда он выводил, что вскоре ученых станет больше, чем все население планеты, что явно невозможно, и со свойственным американцам практическим смыслом приходил к выводу, что так продолжаться не может. Но пока это продолжается. В Академгородке, где вы находитесь, теперь больше ста тысяч жителей. Предполагается, что этот город существует ради науки: в нем нет никаких видов производства. Если считать, что люди живут семьями по пять человек, то выходит, что здесь двадцать тысяч человек, занимающихся наукой. Конечно, это не совсем так, потому что на одного ученого приходится несколько лаборантов, рабочих, шоферов, и т.д. И все равно, выходит, что в этом городке несколько тысяч ученых.

Мне трудно в это поверить, по ряду причин. Самая прямая из них состоит в том, что я много лет общался с кандидатами и докторами наук, которые считают себя учеными… и считаются таковыми на основании официальных документов; я мог составить себе представление об этих людях – об их научной и культурной подготовке, их самостоятельности и мировоззрении. Как правило, эти люди – узкие специалисты, умеющие (или плохо умеющие) выполнять определенные операции по принятым правилам, а в остальном попросту малограмотные. В дореволюционной России такие обязанности выполняли лаборанты заводских лабораторий, ученых же было тогда очень мало. Но зато достижения были несравненно больше.

Особенно печально обстоит дело с популяризацией науки. Если верить заголовкам статей, ежедневно появляющихся в печати и в Интернете, то чуть ли не ежедневно совершаются открытия, опровергающие основные законы природы. Я уже видел несколько раз, будто в каких-то лабораториях наблюдались скорости больше скорости света, будто нарушается закон тяготения, закон сохранения энергии, и так далее. В самом деле, экспериментаторы часто ошибаются в оценке своих результатов и, к сожалению, иногда торопятся рассказывать о своих ошибках. Занимаясь сложными явлениями, люди могут ошибиться; обычно вскоре эти ошибки исправляются в других лабораториях, а часто и теми же людьми. Но до сих пор печатаются работы биологов, якобы наблюдавших передачу по наследству «приобретенных признаков». Это старое заблуждение, идущее от Ламарка. Каждый такой случай через некоторое время опровергается, но в ошибки впадали даже известные ученые. Удивительно, что такие вещи происходят даже в физике, где точность измерений особенно велика.

Может быть, легкомысленное отношение к законам природы связано с двусмысленностью самого слова «закон». Как известно, это слово применяется также к законам, сочиняемым юристами и принимаемым различными государственными учреждениями. Такие «юридические» законы очень непохожи на законы природы – прежде всего тем, что их можно нарушить, и что их постоянно нарушают. Но законы природы нарушить нельзя. В древности людям были известны уже некоторые из них: никто не сомневается, что Солнце взойдет на востоке, и что после молнии бывает гром. Но ацтеки были точно так же уверены, что Солнце не взойдет, если не приносить ему ежедневно человеческие жертвы; и далеко не столь невежественные древние греки долго верили, что гром и молнию производит Зевс, выражая таким образом свое неудовольствие.

Убеждение в неизменности законов природы, в их независимости от человеческой (или сверхчеловеческой) воли утвердилось сравнительно недавно – после открытий Галилея и Ньютона – и притом сначала лишь в странах Западной Европы. Чтобы лучше понять, что такое закон природы, мы проследим сейчас, как был открыт закон тяготения Ньютона – первый общий закон этого рода, получивший точную формулировку.

Вначале было, как всегда, непосредственное наблюдение: любое свободное тело падает на землю; это было известно, конечно, до того, как люди научились описывать акие факты словами. Естественно, когда появились ученые, они задали себе вопрос, как именно падают тела. Аристотель, стяжавший каким-то образом репутацию величайшего мудреца древности, утверждал, что более тяжелые тела падают быстрее более легких. Мы не знаем, почему он так думал, но в течение двух тысяч лет он пользовался непререкаемым авторитетом, и все написанное в его «Физике» переписывали и повторяли как достоверную истину. Более того, считалось, что Аристотель знал уже о природе все, что можно о ней узнать, и дальнейшая любознательность не возникала. Когда Галилей, пользуясь построенным им телескопом, открыл пятна на Солнце, его высмеял один ученый человек, заявивший, что он прочел все сочинения Аристотеля, но не нашел в них ничего подобного. Это значит, что в течение двух тысяч лет вовсе не было науки в нынешнем смысле этого слова, потому что первая обязанность ученого – во всем сомневаться и все проверять. Учеными в то время считались люди, которые читали древние книги и верили всему, что в них было написано.

Галилей не принимал ничего на веру, и он был один из первых людей Нового времени, ставивших целенаправленные опыты. По-видимому, он сбрасывал тела и смотрел, как они падают, и оказалось, что с данной высоты все тела падают одинаковое время. Сохранилась легенда, будто он сбрасывал свои шары со знаменитой «падающей башни» в Пизе – вероятно потому, что учился и преподавал в пизанском университете. Но он мог и не ставить эти опыты, потому что, в отличие от Аристотеля, умел правильно рассуждать. Ему достаточно было бы представить себе шар разрезанным на две половины, падающие вместе. Поскольку они не действуют друг на друга, их можно склеить, и полученное тело будет падать так же.

Более того, Галилей обнаружил, что тела падают ускоренно, причем ускорение их в данном месте Земли постоянно. Скоро выяснилось, что это ускорение все же несколько меняется, в зависимости от широты. Закон падения тел, открытый Галилеем, был подлинным законом природы, но это был лишь частный случай общего закона Ньютона.

И хотя Галилей правильно описывал движения тел около поверхности Земли, у него не было никакого объяснения, почему они движутся таким образом. Предположение, что на них действует сила притяжения Земли, которое теперь кажется самоочевидным, было ему совершенно чуждо. В самом деле, у Галилея было отчетливое представление о силах, но он представлял себе только силы, действующие при непосредственном контакте взаимодействующих тел. Он не понимал, каким образом Земля могла бы действовать на падающее тело «через пустое пространство». Такое предположение выдвинул его современник, немецкий астроном Кеплер, переписывавшийся с Галилеем. Характерная реакция «реалиста» Галилея выразилась словами: «Какое ребячество!» Это был один из первых случаев, когда научное воображение отделилось от «здравого смысла» и одержало над ним верх. Мы знаем теперь, что электрические и магнитные силы, точно так же, как тяготение, действуют через «пустоту», но самое понятие пустоты для нас приобрело другой смысл.

Галилей занимался и земными, и небесными предметами, а Кеплер – главным образом движением планет. Планеты – «блуждающие» звезды по смыслу этого греческого слова – с глубокой древности привлекали внимание людей. Их странные, непонятные извилистые пути не давали возможность предсказать их будущее положение – как предсказывали положение «неподвижных звезд», и даже солнечные и лунные затмения. Греческий астроном второго века н. э. Клавдий Птолемей придумал для этого эмпирические правила, но за полторы тысячи лет планеты вышли далеко за пределы его предсказаний, очевидным образом не отвечавших сущности этого явления. С математической стороны Птолемей не изобрел ничего нового: по представлениям древних, движения небесных тел должны были быть «совершенны», а совершенными кривыми были окружности, так что Птолемей пытался описать движения планет, комбинируя круговые траектории.

Аристарх Самосский (3 век н.э.), и вслед за ним Коперник коренным образом упростил описание планетных движений, предположив, что планеты (и Земля в их числе!) вращаются вокруг Солнца – причем опять-таки по совершенным кривым, окружностям. Но уже Коперник, делавший точные по тому времени визуальные наблюдения, обнаружил, что пути планет не совсем окружности, хотя и близкие к окружностям! Ему пришлось делать к своей системе поправки, напоминающие приемы Птолемея. Это несовершенство системы Коперника было известно немногим, кто ее в то время понимал и принимал. (Кстати, неточность наблюдений Аристарха подорвала доверие к его гипотезе известнейших астрономов древности).

Иоганн Кеплер был учеником датского астронома Тихо Браге, собравшего за десятилетия тщательных наблюдений неоценимые данные о движении планет. Но Браге не принимал систему Коперника, а Кеплер был ее убежденный сторонник. После смерти Браге он унаследовал его данные и принялся их обдумывать с «гелиоцентрической» точки зрения, по-видимому, вычерчивая орбиты планет по отношению к Солнцу. И оказалось, что это замкнутые кривые, очень близкие к окружностям, но все же не окружности: планеты двигались по «несовершенным» кривым! Особенно его поразила орбита Марса, и его осенила гениальная догадка: это был эллипс, в одном из фокусов которого находилось Солнце. Эллипсы были известны Кеплеру из древнего труда о конических сечениях Аполлония из Перги (3 век до н.э.), не нашедшего никакого применения за две тысячи лет. Когда Кеплер сообщил свое открытие Галилею, тот счел его за ошибку: принимая систему Коперника, Галилей все же не мог отказаться от древнего представления о совершенстве окружностей; впрочем, у него могли быть и более научные соображения симметрии, так как по отношению к Солнцу все направления равноправны, и вытянутая форма эллипса в одном направлении, казалось, нарушала это равноправие. Кстати, Кеплер, в отличие от Галилея, был человек благочестивый: не умея объяснить, какая сила движет планеты по их орбитам, он готов был допустить, что этим занимаются сменяющие друг друга бригады ангелов!

Кеплер открыл и два других закона движения планет, затратив на это всю свою жизнь. Это было правильное описание происходящих явлений, но без всякого объяснения их причины. Он описал, как движутся планеты, но не знал, почему они так движутся. Впрочем, как мы видели, у него была замечательная догадка, что солнце притягивает планеты – и Землю в их числе.

Законы Кеплера были очень точные, согласные с наблюдениями законы природы, но все же это были частные законы, связанные со специальными случаями движений. Может быть, Кеплер догадывался, что сила, с которой Земля притягивает любые предметы, – это та же сила, с которой Солнце притягивает планеты. Как мы видели, Галилей это решительно отвергал, и только Ньютон вполне осознал значение этой идеи. Ньютон родился в год смерти Галилея (1642).

Представление Кеплера о силе тяготения приобрело вскоре и количественный характер. Интуитивно его можно объяснить следующим образом. Представим себе вокруг массы, сосредоточенной в точке, сферический слой с радиусами r1 и r2 ; тогда граничные поверхности этого слоя имеют площади 4πr12 и 4πr22. Силы притяжения, действующие на два шара радиусов r1, r2, были бы равны, если бы слой был заполнен чем-то материальным и находился в равновесии, поскольку шаровой слой передавал бы внутреннему шару силу, приложенную к нему извне; первые физики семнадцатого века предположили (характерным образом для этой будущей науки), что эти силы равны и в случае, когда в слое «ничего нет». Тогда на единицу площади сферы приходится притяжение, обратно пропорциональное квадрату ее радиуса. Далее, поскольку масса тела пропорциональна «числу одинаковых частиц», из которых состоит это тело, нетрудно понять, что притяжение двух точечных масс должно быть пропорционально их массам. Как видите, закон тяготения можно было предугадать «умозрительным» путем. Сравните эти «мысленные эксперименты» с описанным выше (тоже предположительным) рассуждением Галилея о падении половин разрезанного шара. Рассуждения такого рода, при всей их абстрактности, не похожи на рассуждения средневековых схоластов! Это уже начало теоретической физики. Но только начало, потому что здесь нет проверки экспериментом.

Итак, можно было предположить, что две «точечные» массы, то есть массы, размеры которых очень малы по сравнению с их расстоянием (как в случае Солнца и планеты) притягивают друг друга с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной их расстоянию. В середине семнадцатого века это знали уже по крайней мере три английских ученых: Исаак Ньютон, Роберт Гук и Кристофер Рен, известный также как архитектор, строитель знаменитого собора святого Павла. И, конечно, все знали, что планеты движутся по эллипсам с фокусом в Солнце – по закону Кеплера; это было уже проверено точными наблюдениями с помощью галилеева телескопа. Можно было допустить, что они движутся таким образом под действием описанного выше закона тяготения; но как это доказать? Как связать закон действия силы с законом движения? Это смог сделать только один человек – Ньютон.

Уже Галилей знал, что под действием постоянной силы тело движется с ускорением, и что величина этого ускорения зависит от силы: он скатывал в венецианском порту бочки с кораблей по деревянным настилам и видел, что при уменьшении силы тяжести уменьшается их ускорение. Но Галилей не сумел формулировать этот закон в общем и отчетливом виде. Ньютон предположил, что под действием силы материальная точка всегда движется с ускорением, пропорциональным этой силе: F=ma, где F – сила, а – ускорение, а m – коэффициент пропорциональности. Так как тяжелое тело труднее привести в движение, чем легкое, Ньютон предположил, что коэффициент m – не что иное как масса тела. Это и есть главный закон движения тел, лежащий в основе механики. Чтобы его проверить, Ньютон начал с движения Луны. Он допустил, что луна «падает» на Землю с ускорением, определяемым силой тяготения на расстоянии Луны от Земли (которое, как мы знаем, равно 380 000 км.). Поскольку на Земле тела падают с другим ускорением – открытым Галилеем – оно определяется их расстоянием от центра земли, 6 400 км. Квадраты этих расстояний относятся как (3 800/64)2??3 500, следовательно, ускорение Луны в ее «падении» на Землю должно быть в 3 500 раз меньше ускорения камня, падающего на Земную поверхность. За первую секунду падения камень проходит 4,9 метра; значит, Луна «упадет» за секунду на 1/7 сантиметра. А это уже можно было проверить, так как движение Луны во время Ньютона было достаточно известно. Впрочем, неточность данных о размере Земли вызывала у Ньютона сомнения. Поэтому он опубликовал свое основное открытие на двадцать лет позже, когда стали известны результаты новых измерений Земли.

Главный труд Ньютона назывался «Математические принципы натуральной философии»; он был издан в 1687 году – естественно, по-латыни. «Натуральной философией» он называл физику, а «математические принципы» означали новую математику, изобретенную им для развития физики, которую мы называем теперь «дифференциальным и интегральным исчислением». С помощью этой новой математики он доказал, что планеты в самом деле должны двигаться по эллипсам, и получил не только все три закона Кеплера, но и много других удивительных результатов. И первой областью науки, где успешно действовали эти новые математические методы, была «небесная механика». Впрочем, эти методы он изложил отдельно. В труде 1687 года он намеренно упростил их, переведя, насколько возможно, на язык «древней» геометрии Евклида. Таким образом Ньютон пытался сделать свои открытия более доступными для ученых своего времени.

Итак, первый общий закон природы – закон тяготения – явился вместе с основным законом механики. И не удивительно, что оба этих закона были вначале применены к «небесной механике» – к движению планет и других небесных тел. Дело в том, что обычные тела, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, находятся в весьма сложных условиях: их движение зависит от трения, от тепловых явлений и, наконец, эти тела – вовсе не точечные, какими можно считать Солнце и планеты в задаче Ньютона. Это «задача двух тел». В действительности это одна из простейших задач механики, поскольку Солнце и рассматриваемую планету можно считать точечными телами (по отношению к расстоянию между ними), а трения в космическом пространстве нет. Задача эта решалась, конечно, новыми методами математики, которые изобрел Ньютон. Но она была проще всех других задач небесной механики, и уж конечно, проще задач земной. Особая популярность ее решения имела другие, совсем не научные причины.

Дело в том, что с движением планет были связаны вековые суеверия. «Гадание по звездам» испокон веку опиралось на наблюдение планет. Их загадочные движения, не поддававшиеся разумному пониманию, породили представления о прямой связи «микрокосма» – отдельного человека – с «макрокосмом», то есть звездной вселенной. Так называемая «астрология» возникла как систематическое занятие в Вавилоне, и затем была усвоена христианами. В принципе христианская религия не признавала «гаданий», поскольку попытка угадать неисповедимую волю божью, была, конечно, кощунством. Но этому суеверию предавались даже папы и кардиналы, а светские государи ничего не решали, не посоветовавшись с астрологом. И вот оказалось, что новое учение Ньютона позволяло точно предсказывать положение планет в любой день будущего! Ясно, почему люди, еще не свободные от средневековых предрассудков, усмотрели в ньютоновом решении «задачи двух тел» разгадку величайшей тайны природы.

Более того, дальнейшее развитие небесной механики – в руках Лапласа и других представителей французской математической школы – позволило предсказывать с большой точностью отклонения в движении планет, вызванные притяжением других планет, движения спутников, астероидов и комет, – в общем, все подробности поведения тел Солнечной системы. Как только замечалось какое-нибудь отклонение от предсказаний, всегда находилось другое тело, влияние которого – по тому же закону тяготения – позволяло все объяснить. Так были предсказаны и открыты планеты Нептун и Плутон. Закон Ньютона, как убедились астрономы, полностью объяснял движение небесных сил – надо было только провести математические вычисления.

Все это удивительное совпадение закона Ньютона с поведением светил навело ученых на мысль, что все вообще взаимодействия тел сводятся к тяготению. В самом деле, каждое тело можно разбить на малые частицы, которые принимаются за «материальные точки». Попарные взаимодействия таких точек первого тела и второго тела можно найти по закону Ньютона, а затем все такие силы сложить по известному правилу параллелограмма, и тем самым получится взаимодействие любых тел. Все дело в математических вычисления, но Закон природы – закон природы с большой буквы!—уже, как полагали, известен. Эта наивная вера называлась «ньютонианством». Ее следствием был крайний детерминизм, выраженный в знаменитой тираде Лапласа: «Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу, и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее так же, как и прошедшее, предстало бы перед его взором». Английский поэт Александр Поуп выразил энтузиазм ньютонианства известным двустишием:

Nature and Nature’s Law lay hid in night.
God said: Let Newton be!— and all was light.
[Природа и Закон природы были скрыты во тьме
Бог сказал: Да будет Ньютон!—и дал свет.]

Конечно, это была лишь поэтическая метафора. Ошибался не только поэт, но и математик Лаплас. Закон тяготения оказался не единственным законом природы. В середине девятнадцатого века шотландец Кларк Максвелл вывел свои знаменитые уравнения, объяснявшие огромную область электрических и магнитных явлений, а также поведение света. Эти уравнения не удавалось свести к законам механики Ньютона, и они не имели, по-видимому, ничего общего с тяготением. Стало ясно, что есть много законов природы, и возможность вывести все наше знание о природе из единого общего закона стала вызывать сомнения. Но отдельные основные законы казались точными и незыблемыми. Особенно это касалось закона тяготения, законов механики Ньютона и уравнений электродинамики Максвелла.


Около 1900 года физикам казалось, что у них есть уже полный набор законов природы, достаточный для объяснения всего мироздания. А так как физика, как полагали, является фундаментальной наукой, лежащей в основе всего естествознания, то можно было думать, что остается лишь применить известные основные законы к объяснению всех сложных явлений. Например, все химические вещества состоят из молекул, и можно было надеяться, что химию удастся свести к молекулярной физике; все живые организмы устроены из химических веществ, и можно было надеяться, что биологию удастся свести к химии. Эта доктрина, пытавшаяся объяснить все мироздание законами физики, получила название редукционизма. Еще в восьмидесятых годах, когда Планк выбирал себе специальность, эта предполагаемая завершенность теоретического знания едва не оттолкнула его от научных занятий. Любопытно, что такой безудержный оптимизм ученых сопутствовал крайнему пессимизму в общественных делах. Философы и гуманитарные ученые, не зная о триумфах науки, стали говорить, что «наука не выполнила своих обещаний», как будто ученые когда-нибудь обязывались указать людям лучшие способы политической организации и боле серьезную мораль. Это время мрачных предчувствий получило даже особое название fin de si?cle («конец века»), и первая мировая война разрушила все надежды на постепенное распространение прогресса. Между тем – как мы уже видели – это было время подлинного триумфа научного естествознания. Даже в такой сугубо прикладной области как медицина открытия химика Пастера принесли избавление от ряда инфекционных болезней!

Но все ли было в порядке с основными законами природы, которыми так гордились ученые? Физиков, естественно, беспокоили некоторые невязки и несовершенства в их теориях. Я расскажу только два таких неприятных случая, с которыми ученые не могли справиться. Первый из них относился к самой твердыне точной науки – к небесной механике. В течение девятнадцатого века астрономы научились вычислять орбиты небесных тел с величайшей точностью (хотя у них не было еще компьютеров). При этом они опирались на законы механики Ньютона и на закон тяготения. Великолепное совпадение их предсказаний с наблюдениями, казалось, подтверждало точность этих законов во всех случаях. Каждый раз, когда замечалось некоторое расхождение между предсказаниями и наблюдением, можно было найти причину – какое-нибудь небесное тело, возмущавшее движение интересовавшего их объекта; и после учета этого возмущения теория еще раз подтверждалась. Именно таким образом Леверье предсказал существование Нептуна по возмущениям орбиты Урана.

И вот, тот же Леверье, исследуя движение ближайшей к Солнцу планеты – Меркурия – обнаружил очень малое возмущение его орбиты. Меркурий движется по эллипсу, и предсказываемая продолжительность его «года» – около 88 суток. Однако этот эллипс очень медленно вращался вокруг Солнца, так что замыкание орбиты не получалось. Эллиптическая орбита поворачивалась на 43 секунды за столетие! Астрономы пытались объяснить это «вращение перигелия Меркурия» действием других планет, астероидов и даже космической пыли, но после всех поправок эти 43 секунды оставались. Эта, казалось бы, незначительная невязка в детально разработанной небесной механике нуждалась в объяснении. Возникло – впервые за двести лет – подозрение, что закон тяготения не совсем точен.

Другой случай сомнения связан был с уравнениями Максвелла. Эти уравнения, по-видимому, во всех ситуациях соблюдались точно. При этом наблюдения относились к «лабораторной» системе отсчета, то есть приборы были неподвижны по отношению к Земле. Но в механике еще Галилей установил, что законы движения не меняются при равномерной и прямолинейной системе отсчета. Так, например, на палубе равномерно движущегося корабля можно играть в теннис, не замечая никаких отклонений в обычных движениях игроков и мяча. Этот факт теперь называется «принципом относительности Галилея». Когда выяснилось, что уравнения Максвелла не вытекают из механики Ньютона, возник вопрос, сохраняют ли они свой вид в равномерно и прямолинейно движущейся системе координат. И вообще, к концу девятнадцатого века физики пришли к предположению, что законы природы одинаково выражаются во всех «инерциальных» системах координат, то есть в системах, движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга. Иначе говоря, «принцип относительности Галилея» должен был распространяться не только на механические, но на все физические явления. Между тем, простой расчет показывал, что при переходе к другой инерциальной системе уравнения механики Ньютона не меняют своего вида, между тем как уравнения Максвелла нарушаются!

Это означало, по-видимому, что система отсчета, связанная с Землей, имеет особые свойства, то есть земля чем-то отличается от других космических тел, что резко противоречило всем представлениям Нового времени. Конечно, можно было прибегнуть к эксперименту, изучая электромагнитные явления в подвижной лаборатории. Но, как показывали вычисления, при обычных скоростях движения этой лаборатории отклонения от уравнений Максвелла были бы совершенно незаметны. Поскольку очень быстрое движение лаборатории равносильно быстрому движению исследуемых тел, эта трудность относилась к электродинамике быстрых движений.

В уравнения Максвелла входила скорость света – 300 000 км/сек. Как показывало вычисление, при скорости движения тел (или лаборатории), сравнимых со скоростью света, отклонения от уравнений Максвелла должны были стать заметными. Хотя такие скорости были еще недоступны эксперименту, «принцип относительности Галилея» оказался под угрозой, что особенно тревожило теоретиков.

В обоих описанных случаях отклонения от основного закона, замеченные на опыте, чрезвычайно малы, или всего лишь угрожают возникнуть. Но беспокойство ученых совсем не соразмерно величине таких отклонений. Совсем напротив! Чем точнее соблюдается закон природы, чем шире охватываемая им область применений, тем он фундаментальнее, и тем важнее любое отклонение от него: оно означает, что этот закон имеет все же границы применимости, что он не «абсолютен». Представление об абсолютных законах, справедливых во всех случаях и не подлежащих никакому изменению, пришло к нам из глубокой древности, когда не видели особой разницы между научными представлениями и представлениями религии. Как мы видели, первый общий закон природы – закон тяготения Ньютона – вызывал ощущение абсолютной уверенности не только среди широкой публики, но и в среде ученых-специалистов. Теперь мы знаем, однако, что абсолютно точных научных теорий не бывает. Каждая из них имеет свою область применимости, вне которой она становится неточной, или вообще неприменима.

Однако, если речь идет о действительно глубоком законе природы, то он всегда сохраняет свою применимость – и достаточную точность – в той области явлений, где он был открыт и долгое время применялся. Механика Ньютона остается справедливой для скоростей, малых по сравнению со скоростью света. Таковы почти все скорости, применяемые в технике, и большинство встречающихся в астрономии. Поэтому инженеры, физики, астрономы, все, кто пользуется механикой Ньютона, могут спокойно применять эту механику, кроме особых случаев – например, проектирование синхротронов для исследования элементарных частиц, которые и в самом деле разгоняются до субсветовых скоростей. Что же касается закона тяготения, то в очень сильных полях тяготения отклонения от него уже становятся важными. В таких случаях вместо механики Ньютона приходится применять общую теорию относительности Эйнштейна. Но дело обстоит вовсе не так, как любят говорить некоторые популяризаторы науки и почти все журналисты, едва ли не каждый день уверяющие нас, что законы Ньютона «устарели» и уже «опровергнуты». А если уж говорить о биологии, то и от дипломированных ученых можно услышать, будто Дарвинова эволюция устарела, и будто мы вовсе не происходим от общих предков с обезьянами.

Конечно, можно опровергнуть ошибки, время от времени допускаемые в научных лабораториях, но основные законы природы, составляющие опору нашего научного мировоззрения, ни в каком разумном смысле опровергнуть нельзя. Они остаются справедливыми в тех областях, где были установлены и с той точностью, какая там требуется. Вне этой области, для необычных и новых явлений, законы природы должны быть уточнены. Это происходит редко и требует пересмотра самых основных понятий науки, которые никоим образом не абсолютны. Например, пересмотр механики Ньютона и теории тяготения потребовал нового понимания пространства и времени. Но возникшая таким образом теория относительности – до сих пор хорошо объясняющая все явления, кроме квантовых, к которым нужен другой подход – тоже подвергается нелепым нападкам. Снова и снова можно прочесть в газетах или увидеть на экране телевизора, что в какой-то лаборатории уже получена скорость больше скорости света и, «следовательно», теория относительности «опровергнута». Такие сообщения основаны на недоразумениях, от которых не свободны и ученые, и очень скоро опровергаются в других лабораториях. Каким же сообщениям можно верить?

Глагол «верить», входящий в этот вопрос, понимается в его повседневном смысле: он выражает наше отношение к тем или иным сообщениям. Некто сообщает мне то, что он «знает», и я могу составить мое отношение к этому «знанию». Слово «знание» поставлено здесь в кавычки, так как в это понятие вкладывается разный смысл. Рассмотрим три сообщения.

1. Вода закипает при температуре 100 градусов.

2. Евгений Онегин был знаком с Татьяной Лариной.

3. Бог создал первого человека по имени Адам.

Первое сообщение относится к явлениям природы, о которых шла речь выше, – явлениям, изучаемым естественными науками. Знание о явлениях природы отличается от всякого другого тем, что его может проверить каждый желающий. Для этого надо только выполнить условия, указанные в сообщении – иметь воду, термометр и нагревательное устройство: при температуре 100 градусов вода непременно закипит. В других случаях проверка утверждений естествознания может потребовать больше труда. Чтобы проверить закон тяготения Ньютона, надо выполнить ряд измерений и расчетов, и для каждого случая, где тела действуют друг на друга через пустое пространство, будут наблюдаться в точности те движения, какие предсказывали научные теории. Если это неизменно повторяется в самых разных случаях, мы вынуждены «поверить» в истинность закона тяготения. Чем больше случаев, когда его предсказания оправдываются, тем больше мы «верим» этому закону. Вообще, наша уверенность в каком-нибудь утверждении тем сильнее, чем чаще оно подтверждается на опыте. Этот способ познания называется «индуктивным». Каждый из нас «знает», что нажатие на выключатель приводит к зажиганию лампы, потому что это происходит во всех случаях, потому что это можно всегда проверить. Такая воспроизводимость научных результатов составляет важную особенность науки и отличает ее от всевозможных рассказов об исключительных событиях, происшедших только один раз.

Даже самые сложные утверждения науки может проверить каждый желающий, если он готов затратить на это достаточно труда. В этом смысле естествознание открыто для всех и, если можно так выразиться, «демократично». Профессиональные ученые, «жрецы науки», вовсе не какие-нибудь избранные люди, наделенные особыми привилегиями. У них нет никакой тайной мудрости. Каждый может прочесть их книги и освоить их приборы. И у каждого получатся, в данных условиях опыта, одни и те же результаты. Поэтому говорят, что научное знание объективно, то есть не зависит от познающего лица.

Более того, в отношении научных сообщений не может быть «неверующих». Тот, кто отказывается проверить такое сообщение, не имеет оснований для «неверия». Можно заявлять, что чайник не закипит при 100 градусах, и отказываться это проверить; но подобная позиция явно недобросовестна. В этом смысле научное знание принудительно. Это неприятное слово, но законы природы существуют не для нашего удовольствия. Они просто есть, а ученый попросту сообщает о том, что есть.

Далее, способы проверки, выработанные в естествознании, настолько надежны, что однажды приобретенное научное знание остается навсегда. Оно может быть лишь уточнено, но никоим образом не опровергнуто: научные утверждения не зависят от личного мнения, от моды или государственных властей. Поэтому общая сумма научного знания может только возрастать: оно накапливается, и соответственно этому его можно назвать «кумулятивным».[ Этот удачный термин ввел в середине двадцатого века американский историк Крейн Бринтон. Конечно, мы не говорим здесь об утере научных знаний, происходящей от человеческого невежества или злой воли, как это было в Средние века или в фашистских государствах.] Накопление наших знаний о природе в последние столетия изменило весь образ жизни людей. Мы живем в окружении вещей и явлений, не предусмотренных эволюцией нашего вида, а изобретенных на основе научного знания. Хорошо это или плохо, можно спорить; но вряд ли кто-нибудь захочет вернуться к бытовым условиям, трудовым усилиям и болезням средневековья.

Второе и третье сообщения, приведенные выше, тоже претендуют на имя «знания», но это явно знание другого рода, чем объективное научное знание. Даже школьники понимают, что в романе Пушкина описаны воображаемые, никогда не жившие люди, и что все описанные там события в действительности не происходили. В «сообщение» номер два мы, конечно, не верим, а «знание», выраженное этим сообщением, есть просто знание сочинения Пушкина. Если заменить это сообщение другим: В романе Пушкина Евгений Онегин» описываются такие-то «события», то сообщение может быть проверено и оказывается правильным. Но все же история литературы, как и история вообще, не является объективным и кумулятивным знанием. Наряду с сообщениями, допускающими проверку, оно содержит объяснение истолкования, зависящее от места и времени и не сохраняющее своего значения в будущем. Это не значит, что так называемые «гуманитарные науки» не имеют значения. Но их значение иное, чем значение естественных наук, и они вызывают меньшее доверие. Основываясь на данных физиков или биологов, вы можете принять уверенное решение. Но вы не будете столь уверены, услышав суждения историков или филологов.

Наконец, сообщение о сотворении первого человека не опирается на какие-нибудь опытные данные и не допускает проверки. Есть древняя книга, содержащая это сообщение – Библия – но сказанное в ней лишь отчасти подтверждается фактическими данными, археологическими раскопками. Рассказ о сотворении мира, содержащийся в начале этого сборника древнееврейской литературы, не имеет ни малейших подтверждений. Точно так же, «Илиада», приписываемая Гомеру, содержит ряд сведений, подтверждаемых археологическими находками; но это не значит, что мы можем принять на веру рассказы о похищении Елены и о подвигах Ахиллеса.

Я понимаю, что могут быть верующие, которых такое сравнение оскорбляет. Но «Илиада» была записана, как и Библия, в шестом веке до н.э. по устным приданиям, и с точки зрения объективного знания является столь же ненадежным документом. Вы можете верить рассказу Библии потому, что ему верили ваши предки; но точно так же древние греки верили историям о богах и героях, описанных у Гомера. Люди, для которых Библия – особенная, священная книга, не такая как другие книги, в сущности отказываются от собственного суждения, полагаясь на мнения своих предков. Такая позиция упрощает многие вопросы, но если вы попытаетесь применять на практике другие знания, полученные из Библии, то убедитесь, что не все в ней заслуживает доверия.

Впрочем, люди, принадлежащие некоторой определенной церкви, обычно не чувствительны к таким доводам, а священники говорят им, как они должны себя вести и во что верить. Более самостоятельные люди, слышавшие о религии, пытаются составить себе какое-то личное представление о боге и часто утверждают, что оно помогает им жить – поддерживает их в трудные минуты и утешает в несчастьях. В общем, эти люди используют «веру в сверхъестественное» как вид психотерапии, и несомненно, она может иметь такое действие. Есть много видов самовнушения, полезных для человека; некоторые школы психотерапии сознательно обращаются к религиозным представлениям пациентов. Но если бог рассматривается как механизм стабилизации психики, то у него нет внешнего, сверхличного авторитета, без которого нет религии.

Люди, пытающиеся «примирить» науку с религией, обычно говорят, что наука и религия – разные области человеческой жизни, не влияющие друг на друга. Но это неправда. Религия прививается в детстве, и сила этой прививки зависит от серьезности религиозных убеждений родителей. В крестьянской семье, где воспитывался Ньютон, не было религиозных сомнений, и Ньютон стал верующим. Он включил в свою книгу «аксиому», что вездесущее божие не препятствует движению тел, как это делают силы трения, а на старости занимался странными исследованиями библейской хронологии. В девятнадцатом веке могли еще быть верующие ученые, например, Фарадей, но почти все ученые были уже неверующие. В наше время встречаются лишь ученые, притворяющиеся верующими, если это выгодно для их карьеры.

Таким образом, сила религиозных убеждений несомненно зависит от естествознания. Развитие научных знаний подорвало веру в библейские чудеса. Наука не ведет формальной борьбы с религией, но неизбежно ее вытесняет.

В наше время только наука пользуется серьезным доверием. Естественно, многие пытаются прожить за счет этого доверия, за счет легковерия людей, принимающих за науку их измышления. Это общественное явление опасно, и главной целью моей лекции является предостережение от таких псевдонаучных притязаний.

Некоторые из них имеют долгую историю. Я говорил уже об астрологии, существовавшей, несомненно, еще в доисторические времена. Впрочем, в древности гадатели могли и сами верить в то, что говорили; в наше время, когда положение всех планет известно заранее с большой точностью, астрологией могут заниматься лишь заведомые шарлатаны. Постыдный факт для современного общества состоит в том, что многие верят этим предсказаниям и готовы за них платить – не только у нас в России. Например, во Франции, которая все еще считается страной высокой культуры, 80 процентов населения интересуется астрологическими предсказаниями. И вряд ли найдется газета и журнал, которые отказались бы печатать объявления этих очевидных жуликов. Конечно, колебания солнечной активности в некоторой степени отражаются на климате Земли и на здоровье людей; но влияние планет совершенно ничтожно, а претензия астрологов, будто их положение в момент рождения человека определяет его судьбу, означала бы, что все люди, родившиеся в такой-то день и час, имеют одинаковую судьбу, и что астрологи знают, какую. Вера в эти глупости не свидетельствует о серьезности нашей системы образования.

Астрологи промышляют давно прошедшей наукой, лаже если они для важности обзаводятся компьютерами. Но большинство шарлатанов, притворяющихся учеными, настаивает на том, что они обладают неким новым знанием, не признанным «официальной наукой», и представляют в некотором смысле «науку будущего». Как известно, физика изучает не только разные формы вещества, воспринимаемые человеческими органами чувств, но и поля, которые могут наблюдаться лишь с помощью приборов. Самые обычные из этих полей – гравитационное поле, определяющее явления тяготения, и электромагнитное поле, определяющее электрические, магнитные и оптические явления. Есть серьезные основания полагать, что это единственные «дальнодействующие» поля; другие поля действуют лишь на атомных расстояниях.

Поскольку «поля» кажутся загадочными и описываются сложными уравнениями, этот научный термин пытаются эксплуатировать всевозможные шарлатаны, претендующие на знание каких-то «биополей», якобы связанных специально с явлениями жизни. Эти люди никогда не пытались доказать на опытах существование таких полей, не умеют работать с приборами, не понимают физических теорий, которые привели к понятию поля. Так мальчишки обманывают диких уток, реагирующих на человека с ружьем: они держат в руках палку, но из палки нельзя стрелять. Слово «поле» внушает уважение лишь потому, что заслуженным уважением пользуется в физике.

Наиболее известные виды шарлатанства, привлекающие внимание наивных людей, – это «телепатия», «телекинез» и «экстрасенсорное восприятие». Телепатия – это мнимая передача мыслей на расстоянии, без всяких машин и приборов. Телекинез – это мнимое перемещение предметов «одной только силой мысли». Экстрасенсорное воздействие на человека тоже производится одним только «усилием мысли» экстрасенса. Все эти притязания поддерживаются демонстрациями, ничем не отличающимися от манипуляций профессиональных фокусников, не претендующих ни на какую научность и откровенно признающих, что обманывают публику. Другую категорию профессионалов, живущих за счет человеческого легковерия, испокон веку составляли гадалки; теперь это называется «ясновидением».

Примечательно, что все эти телепаты и экстрасенсы упрямо противятся объективной проверке своих утверждений в лабораторных условиях, исключающих возможность манипуляций. Каждый раз, когда такую проверку удавалось провести, выяснялось, какими средствами обмана пользовались эти люди. В 1970 году вышла в русском переводе книга Ч. Хэнзела «Парапсихология», где описан целый ряд таких способов надувательства, относящихся к «телепатии», «телекинезу» и «ясновидению». В этой книге сообщалось, что готовятся решающие испытания телепатии с полной изоляцией испытуемого от «телепата»: все процедуры должен был выполнять компьютер. Результаты этих испытаний можно было предвидеть: никакого эффекта, разумеется, не нашли.

Между тем, к телепатии проявили интерес люди, столкнувшиеся с техническими трудностями и не слишком обремененные научными знаниями. Как известно, подводные лодки не могут выходить на радиосвязь, не всплывая на поверхность, и тем самым не выдавая себя противнику, поскольку радиоволны не проходят через воду. Я помню, как один выдающийся инженер вполне позитивно выражал надежды, рассказывая, что американские военные сажали «телепатов» на свои подводные лодки. Потом разговоры на эту тему умолкли.

До сих пор обманывают чиновников так называемыми «торсионными полями». Torsion означает «кручение» и этот термин встречается в абстрактных геометрических теориях наряду с «кривизной» (curvature) . Одна из таких теорий, риманова геометрия, применяется в общей теории относительности Эйнштейна: в ней есть кривизна, но нет кручения. Можно теоретически представить себе поля, имеющие также кручение, но в природе они не обнаружены. Это не мешает некоторым шарлатанам устраивать лаборатории для исследования «торсионных полей» – разумеется секретные. В таких учреждениях отсутствие результатов – тщательно охраняемый секрет. Во всех описанных случаях эксплуатируется заимствованное из физики понятие «поля». Оно придает наукообразность занятиям, какие издавна практиковали знахари и гадалки, и если приемы таких людей производят какое-то действие, то вовсе не по «научным» причинам – как и знахари, они более или менее сознательно применяют психотерапию, внушая своим клиентам определенные представления. Способность к внушению мало изучена, но была у людей с незапамятных времен.


Другие шарлатаны эксплуатируют популярность космических полетов. Современная наука и техника сделала возможным исследование космического пространства, и даже экспедиции людей к планетам Солнечной системы. Таким образом осуществилась давняя мечта о космической экспансии, о выходе за пределы нашей планеты. Но результаты космических исследований разочаровали любителей научной фантастики. Предполагали, что на других планетах есть жизнь, и даже разумная жизнь. Именно за это предположение был сожжен Джордано Бруно. Как раз в его время мореплаватели, открывая новые континенты и острова, везде находили людей, с которыми можно было общаться – черных, желтых, краснокожих, но всегда людей. Естественно, воображение писателей-фантастов населило все планеты разумными существами, более или менее напоминающими людей, – потому что не было никакого другого образца разумного существа. «Марсиане» стали чем-то вроде наших «братьев по разуму», и одно время на Марсе как будто видели нечто вроде каналов, которые приписывали этим деятелям. Герберт Уэллс изобразил в своей «Войне миров» отвратительную карикатуру на людей, тоже под видом марсиан.

 

Но все изученные планеты Солнечной системы оказались безжизненными пустынями. Все еще обсуждается вопрос, не могла ли когда-то быть какая-то жизнь на Марсе, но можно лишь доказать, что там была вода, а может быть есть и сейчас. Но вода – это еще не жизнь. Интерес публики к «внеземному разуму» эксплуатируют люди, приписывающие «инопланетянам» всевозможные загадочные явления. На Земле находят сооружения, которые кажутся технически недоступными народам, населявшим эти места. Часто мы недооцениваем навыки и возможности племен неевропейского происхождения. В ряде случаев их сооружения не могли быть полезны для местных жителей в каком-нибудь хозяйственном смысле, но могли иметь культовый характер, как египетские пирамиды. Мы не знаем, зачем предки американских индейцев высекали из камня удивительно правильные шары. Не знаем, зачем они делали на горных склонах колоссальные изображения, общий вид которых открывается только с воздуха. Все это досужие люди приписывают «инопланетянам», мотивы которых тем более не известны. На скальных рисунках в Сахаре можно увидеть людей с шарообразными головами, которых пытались выдать за инопланетных космонавтов в скафандрах; это были африканские шаманы в головных уборах из выдолбленной тыквы, общавшиеся с обычными людьми. Все эти глупости использовались для наживы. Немецкий фильм некоего фон Денникена, вполне серьезно описывавший сооружения и изделия инопланетян, обошел весь мир. Ученые не торопились все это комментировать, и многие бесхитростные люди принимали все эти выдумки всерьез.

Другой ряд явлений, используемый для эксплуатации любознательности публики, – это так называемые «неопознанные летающие объекты», «НЛО». Некоторые из них легко узнаются как человеческие изделия – искусственные спутники, воздушные шары или освещенные проектором облака. В других случаях речь идет об оптических явлениях в атмосфере, еще мало изученных, но издавна привлекавших внимание людей (вроде облачных фигур на вершине горы Броккен, шаровой молнии, по-видимому сопровождавшей св. Григория Турского во время крестного хода, и т.п.). Эти оптические явления разобраны в книге Д. Мензела «О летающих тарелках» (русской перевод вышел в 1962 году). К сожалению, такие полезные книги не переиздаются. Наконец, оказалось, что странные световые эффекты на небе могут вызываться стаями мигрирующих бабочек; размеры таких стай бывают неожиданно большими. Ели вы увидите на небе что-нибудь необычное, не торопитесь делать вывод, что наблюдаете НЛО. Я не говорю уже о массовых религиозных истериях, как «чудо в Фатиме» 1910 года, когда многотысячная толпа в Португалии «видела» в небе Богородицу. Было бы убедительнее сделать хоть одну фотографию!

Поскольку «братья по разуму» не обнаруживались в космосе и не торопились навестить нас на Земле, оживилась старая мечта об «искусственном человеке». По средневековой легенде, раввин Маараль из Праги сделал в 16 веке из глины искусственного человека по имени Голем и заставил его служить себе. В начале 19 века Мери Шелли, жена поэта, написала роман «Франкенштейн», один из первых научно-фантастических романов, где ученый изготовляет искусственного человека хирургическим путем из человеческих органов. В 1920 году Карел Чапек написал пьесу «РУР», где впервые появляется слово «робот». С тех пор человекообразные роботы стали непременной частью юношеского чтения и приобрели такую эмоциональную значимость, что всерьез обсуждался вопрос, не могут ли роботы стать умнее людей, выйти из повиновения людям, или просто истребить людей.

Между тем, нет ни малейшего признака, чтобы «искусственный интеллект» стал возможен в обозримом будущем, и все попытки имитировать функции человеческого интеллекта на компьютерах полностью провалились. В наши дни компьютеры действуют очень быстро и имеют огромную память, но не стали нисколько «умнее», чем были в самом начале своего существования. Если в 1960 году можно было думать, что мозг человека – это цифровой компьютер большой мощности (хотя основоположник кибернетики Винер никогда так не думал!), то в последние десятилетия становится все яснее, что работа человеческого мозга несравненно сложнее работы компьютера, к которой за это время не прибавилось ничего нового. Мы не знаем, как работает человеческий мозг, хотя некоторые популяризаторы пытаются затушевать этот факт. Как же мы можем создать искусственный разум, если не понимаем, что такое разум?

Все предыдущее не означает, что создание искусственного разума в принципе невозможно. Но для этого понадобятся средства, о которых мы в наше время не имеем никакого понятия. В 1969 году вышла умная книга о попытках создания «персептронов», устройств, имитировавших человеческое восприятие. Автор книги сравнивал эти попытки создания искусственного интеллекта с соревнованием обезьян, пытающихся добраться до Луны, взбираясь на высокие деревья. Победители в этом соревновании, – говорит автор, – каждый раз торжествуют, что приблизились к своей цели; но если возможно добраться до Луны, то не этим путем. Примечательно, что в том же году американские космонавты в самом деле высадились на Луне, но они использовали совсем иную технику, чем влезавшие на деревья обезьяны. Возможно, когда-нибудь в самом деле удастся создать искусственный интеллект, но нужные для этого методы выходят за пределы нашего воображения.

По-видимому, теперь обещания сделать искусственный интеллект не принимаются больше всерьез. Но компьютеры используются другим способом, вводящим в заблуждение общественное мнение. Я имею в виду так называемое «компьютерное моделирование».

Научные методы отнюдь не всемогущи, и для сложных систем мы лишь начинаем искать подходы. Между тем, людям приходится сталкиваться с весьма сложными системами в их повседневной жизни, и еще больше – в попытках решения глобальных экономических и экологических задач. Описание экономики отдельной страны, и даже отдельной отрасли в отдельной стране, представляет огромные трудности. Предприятий тысячи, производителей и потребителей – миллионы, и точно учесть все их связи и потребности невозможно.

Экономическая наука, созданная Адамом Смитом в конце восемнадцатого века, вовсе не ставит себе таких утопических задач, а описывает действие рынка, оптимизирующее работу народного хозяйства. Но в рамках отдельного предприятия или группы предприятий можно выделить основные величины – или, как говорят на ученом языке, основные переменные – и составить уравнения, предположительно описывающие связи между ними. Решение таких уравнений обычно очень сложно, и в этом деле компьютеры могут быть полезны.

Однако составление таких моделей опирается не на основные законы природы, как это делают в точных науках, а на опыт и интуицию работников, знающих работу предприятий. Обычно складывается группа специалистов, выбирающая основные переменные и формулирующая предполагаемые связи между ними. Другая группа может выбрать другой набор переменных и выразить связи между ними другими уравнениями. Это и есть «моделирование». Конечно, можно сказать, что и в точных науках начинают с того же, и вначале также бывают расхождения; но логическая разработка теорий со временем выясняет, какие переменные в самом деле существенны, и какие связи между ними можно считать доказанными. Теперь вошло в моду называть «моделированием» также и строгие научные теории; это злоупотребление термином весьма характерно и служит для повышения статуса всевозможных «моделировщиков». В действительности «моделирование» – всего лишь суррогат отсутствующего научного исследования.

В ряде случаев такие суррогаты законны и необходимы. В старину эту роль играли соображения здравого смысла и простые числовые расчеты опытных людей. Компьютеры нисколько не меняют дела, а лишь придают «моделированию» особый авторитет. Но всякий, кто работал с компьютером, знает, что компьютер никого не делает умнее, и что результаты его полностью зависят от того, что в него вкладывают: компьютер обрабатывает данные, как мясорубка обрабатывает мясо, и если мясо плохое, то у вас выйдет негодное блюдо.

Моделирование может быть полезно в ограниченных задачах, касающихся не слишком сложных систем, если оно контролируется здравым смыслом опытных специалистов, знающих изучаемую отрасль производства. Так работают многие инженеры. В более сложных задачах национальной экономики моделирование играет лишь вспомогательную роль. Вопросы эти слишком серьезны, чтобы можно было положиться на модели, и «ведущие» экономисты руководствуются своим чутьем, охраняя интересы своих хозяев.

К сожалению, такая осторожность не соблюдается в еще более важных вопросах, касающихся всего человечества – вероятно, потому, что этот хозяин не научился еще отчетливо выражать свои интересы, или просто их не понимает. Особенно опасно доверие к псевдонаучным построениям составителей компьютерных моделей. В последние годы советской власти, при общем развале хозяйства и невыполнении планов, советские чиновники возложили надежды на компьютерные расчеты. Служившие им математики и экономисты вдруг возлюбили кибернетику, еще недавно «буржуазную лженауку». Поскольку отечественная промышленность так и не научилась делать компьютеры, их покупали за границей – обычно уже устаревшие образцы – и принимались планировать более передовую социалистическую экономику, закладывая в модели искаженные, часто намеренно деформированные данные, и придумывая схемы взаимодействия между предприятиями, создававшие видимость слаженной работы всей системы. Эти упражнения в компьютерном моделировании, получившие наименование АСУ – «автоматизированные системы управления», несколько лет доставляли чиновникам иллюзию «научного планирования». Как известно, за этим жульничеством последовала так называемая «перестройка».

Но самый грандиозный замысел «моделировщиков» созрел на Западе, где и компьютеры были лучше, и денег больше. Это был так называемый «Римский клуб», объединение компьютерных инженеров из разных европейских стран, сложившееся в 1960-е годы. План их состоял в моделировании всей мировой цивилизации – демографии, экономики и экологии всего земного шара на будущие десятилетия, а может быть и столетия. Теперь этот план кажется совершенно фантастическим, потому что никакие вычислительные мощности не могут возместить ненадежность данных (неизвестно даже, какие данные надо принимать во внимание!) и гадательный характер взаимодействий между выбранными переменными. Но Римскому клубу удалось получить поддержку финансовых кругов, план был составлен и компьютеры пущены в ход. Естественно, согласие между «соавторами» в такой модели было не научным результатом, а человеческой иллюзией. Римский клуб породил целую литературу, и поскольку вера в возможности компьютеров была сильна даже в образованной публике, предсказания проекта широко обсуждались. Все они полностью провалились. Прежде всего, провалилось предсказание катастрофического роста населения Земли – в геометрической прогрессии: к концу 20-го века выяснилось, что население Земли растет все медленнее, и можно ожидать, что оно стабилизируется в течение XXI-го века. Но, как мы сейчас увидим, урок Римского клуба не был усвоен.

Глобальные экономические прогнозы больше не внушают доверия, но процветают глобальные прогнозы климата Земли. Этот вопрос приобрел особенно важное значение в связи с явлением «глобального потепления», или «парниковым эффектом», вызванным выбросами в атмосферу углекислого газа при сжигании углеродных топлив. Ежегодно таким образом выпускаются миллиарды тонн углерода, происходящего из нефти, угля, горючего газа и т. п. Это подлинно космическое явление, вызванное людьми, и притом необратимое, так как извлечение углерода из атмосферы было бы совершенно утопическим предприятием, подобным созданию искусственной атмосферы на Марсе. Углекислый газ задерживает и возвращает на Землю значительную часть длинноволнового (теплового) излучения Земли, поддерживающего равновесие с получаемой от Солнца энергии. Такой сдвиг энергетического равновесия Земли по законам физики должен неизбежно привести к росту средней температуры земной поверхности. Этот рост однозначно определяется по общему закону природы – закону Стефана-Больцмана. При этом Земля рассматривается в целом и ее энергетический баланс зависит лишь от поступающего солнечного излучения и от поглощения излучения в атмосфере, но не от сложных процессов обмена энергией и веществами, происходящих на Земле.

Мы не можем предсказать все частные результаты неизбежного глобального потепления, обусловленного выбросом углекислого газа. Некоторые регионы могут даже выиграть от него, но надо отдать себе отчет в том, что повышение средней температуры Земли на несколько градусов, которое доказуемым образом произойдет в течение 50 – 100 лет, нарушит весьма неустойчивое равновесие условий человеческой жизни. Растают арктические льды, ледники Антарктиды и Гренландии, и ледники, покрывающие горные хребты. Эти явления уже наблюдаются, при сравнении нынешнего уровня льдов со старыми картами; впервые в истории исчезли единственные в Африке снега на горе Килиманджаро. Вследствие этого уровень воды в океанах неизбежно поднимется на десятки метров, будут затоплены обширные территории – южные провинции Китая, Бангладеш, Голландия, наш Петербург и многие другие. Можно предвидеть, что погибнут многие виды животных и произойдут резкие вспышки популяций насекомых – вредителей лесов и посевов. Вопрос в том, хотим ли мы, чтобы наши дети и внуки жили в таком изменившемся мире.

Физика однозначно предсказывает глобальное потепление и предостерегает от возрастающего употребления углеродных топлив[См. по этому поводу книгу Р. Г. Хлебопроса и А. И. Фета «Природа и общество. Модели катастроф», Но-восибирск, 1999 (где все модели строятся на основе законов физики).]. Мы отдаем себе отчет в трудности перехода к другим видам энергии, но люди должны знать, каковы будут последствия их поведения. К сожалению, компании, производящие нефть и газ и заинтересованные в сбыте своей продукции, делают все возможное, чтобы скрыть подлинное положение вещей. Для этого служит псевдонаука – так называемая «климатология».

Детальное предсказание климата Земли (в отличие от средних значений, определяемых балансом энергии) выходит за рамки возможностей современной науки. Это значит, что серьезные теории, разработанные учеными, не могут ответить, что произойдет в отдельных местах Земли через определенное время. Но все это не останавливает маскирующихся под науку шарлатанов. Как уже было сказано, компьютерное моделирование имеет весьма ограниченную область применения. Но в последние годы «моделировщики» занялись расчетами изменения климата Земли в целом, пытаясь учесть все возможные факторы – например, поглощение углекислого газа растениями и водой океанов, выделение его вулканами и т.д. Все эти данные ненадежны, и можно ожидать, что комбинируя их по разному, можно придти к самым различным результатам.

В так называемой климатологии уже создалось скандальное положение. Группы «исследователей», носящих ученые степени и оснащенных наилучшими компьютерами, прогнозируют самые различные изменения климата Земли. Часть из них предсказывает глобальное потепление, а другая часть его отрицает, или даже предсказывает похолодание! В серьезной науке такого не бывает: это не наука, а некоторое «общественное явление». Между тем, часть публики верит одним предсказаниям, а другая часть придерживается других, и правительства принимают ту или иную версию под давлением капиталистов и общественного мнения. Конечно, некоторые «климатологи» могут искренне заблуждаться, но в публике распространяется мнение, что определенные команды «моделировщиков» состоят на службе нефтяных компаний, а другие содействуют бюрократам, заинтересованным в любых запретительных мерах. Мы видим здесь наихудший способ злоупотребления наукой: за «науку» выдается деятельность, которая не заслуживает иного наименования, как «гадание на компьютерах».

Процветают и другие виды псевдонаучной деятельности. Печать и Интернет засорены «парапсихологией», по-видимому столь же мало заботящейся о научной проверке, как астрология и хиромантия. Этой ученостью занимаются целые факультеты. «Тестовая психология» тоже создала себе твердыни на психологических факультетах, и специалисты по IQ (показателю интеллекта) с самым серьезным видом решают, какие народы более способные, и какие менее. Наконец, в последнее время пропагандисты так называемой «нанотехнологии» обещают создать технику, манипулирующую отдельными молекулами и превращающую их в армии послушных рабочих, делающих всевозможные чудеса.

___________

В заключение я хотел бы дать несколько практических советов, или предостережений от псевдонаучного шарлатанства.

1. Сообщение о научном открытии, публикуемое средствами массовой информации и не сопровождающееся ссылкой на публикацию в известном научном журнале, не заслуживает внимания. Даже при наличии такой ссылки журналисты, пересказывающие слова ученых, обычно не понимают смысла сказанного и искажают его, особенно в заголовках. Научные результаты должны быть воспроизводимы, и доверие к такому сообщению возникает лишь после проверки в независимых лабораториях и соответствующих публикаций. Если в сообщении встречаются слова, которые вы затрудняетесь определить, не верьте выводам журналиста, который может понимать их не лучше вас. Проконсультируйтесь со специалистом.

2. Надо тщательно различать научные открытия от его возможных общественных последствий, полезных или вредных. Наука решает лишь, что есть, а не что должно быть. Ученые открыли электричество, но не ученые придумали электрический стул; ученые открыли газы, но наука не оправдывает применение отравляющих газов. Хорошо или плохо удушать в газовых камерах – это не вопрос химии.

3. Если в некоторой области человеческой деятельности одинаково респектабельные группы приходят к противоположным результатам и не устанавливается единое мнение, то эта деятельность – не наука. Примеры: астрология, алхимия, «расовая теория», «климатология».

Сказанное выше не означает, что расхождения во мнениях гуманитарных ученых тоже носит недобросовестный характер. Как было уже подчеркнуто выше, гуманитарные науки имеют некумулятивный характер. Мнения гуманитарных ученых, конечно, ценятся выше или ниже, в зависимости от обстановки. Теперь на родине Чингиз-Хана восхваляются его подвиги, но русские историки могут добросовестно расходиться во мнениях с монгольскими, описывая завоевание Руси монголами. История – не естественная наука, и к ней не относится то, что я говорил о естествознании. Конечно, это не значит, что гуманитарные ученые – шарлатаны, но их выводы могут зависеть от того, где они родились и в каких условиях работают. Поэтому гуманитарные науки не вызывают такого доверия, как естествознание. Английский язык называет гуманитарного ученого словом scholar, но не scientist.

Есть важные почтенные области человеческой деятельности, не относящиеся к науке. Это вовсе не обесценивает такую деятельность. Но результаты науки принудительны, это истина, не оставляющая выбора. Вы можете согласиться или нет, что Шекспир был великий поэт, но вы не можете не согласиться с законами Ньютона. Естествознание – это просто упорядоченное знание о природе, одинаково верное и одинаково важное для всех.

 

Вы можете прокомментировать эту статью.


Защитный код
Обновить

наверх^