Наука, не-наука и все-все-все - Ричард Фейнман

Думаете – ничего интересного? Как бы не так! Объяснить очень трудно; я постараюсь дать общее представление. Давайте с такого примера.

Когда-то люди считали, что Земля наша находится на спине слона, стоящего на черепахе, которая плавает в бездонном море. Конечно, где находится море – вопрос отдельный. Ответа они не знали.

Такие представления были результатом фантазии. Красиво и поэтично. А наши теперешние представления? Не интересные? Наш мир – вращающийся шарик, а люди бегают по нему со всех сторон, некоторые вверх тормашками. И все это крутится, словно вертел над большим очагом. Такая теория куда романтичнее, куда увлекательнее! А что нас держит? Сила притяжения, которая действует не только на поверхности Земли, сила, благодаря которой наша планета имеет круглую форму, Солнце остается единым целым, и благодаря которой Земля вокруг него вращается, хотя и неплохо было бы держаться подальше.

Гравитация властвует не только над звездами, но и в пространстве меж ними; она собирает их в огромные галактики, раскинувшиеся на бесконечных пространствах.

Такую Вселенную описывали многие, но ее границы известны столь же мало, как дно бездонного моря из древней концепции мира – они столь же таинственны и внушают трепет, и концепция наша столь же неполна, как и та, предыдущая.

Воображение природы намного, намного богаче воображения человека. Люди, которым это не приходило в голову, никогда и не понимали, какое великое чудо – природа.

О Земле и времени. Вам встречались где-нибудь, хоть у одного поэта, строки про время, которые можно сравнить с настоящим временем, с долгим и медленным процессом эволюции?.. Нет, пожалуй, я начал слишком издалека. Сначала была Земля без всякой на ней жизни. Миллиарды лет крутился шарик – закаты, океанские волны, звуки, и некому было все это оценить. Способны ли вы постичь, оценить или принять к сведению, каково значение мира без всякой в нем жизни? Мы настолько привыкли смотреть на него с точки зрения живых существ, что не в силах понять, как это – «нет жизни», а ведь большую часть времени в мире не было ничего живого. И почти везде во Вселенной, вероятно, нет никакой жизни.

А сама жизнь? Внутренние механизмы жизни, ее химический состав – это нечто потрясающее. И, как выясняется, все живое связано со всем живым. Есть молекула хлорофилла, вещества, нужного растениям для выработки кислорода, по форме почти квадрат, состоящий из колец, похожих на бензольные. И хотя животные вроде нас очень далеки от растений, в нашей кислородосодержащей системе, в крови, в гемоглобине есть такие же интересные квадратные молекулы. Вместо атома магния у них в центре атом железа, и потому они не зеленые, а красные, хотя строение у них то же самое.

Протеин бактерии и протеин человека – одинаковы. Недавно открыли, что механизм производства протеина в бактерии может получать приказ от эритроцитов производить протеин эритроцитов. Разные формы жизни очень похожи. Общность химии живых существ просто фантастическая – и прекрасная. А мы, люди, возгордились и не признаем нашего родства с животными.

Или возьмем атомы. Как красиво – из шариков складывается рисунок кристаллической решетки. То, что выглядит неподвижным, – например, стакан воды, несколько дней стоящий накрытый крышкой, – на самом деле наполнено движением: атомы улетают с поверхности, носятся туда-сюда и возвращаются. То, что нашему невооруженному глазу кажется полным покоем, на самом деле дикая и быстрая пляска.

Опять же было обнаружено, что весь мир состоит из тех же самых атомов – звезды состоят из такой же материи, что и мы с вами. Возникает вопрос: откуда взялась эта материя? Не откуда взялась жизнь или откуда взялась Земля, а откуда взялась материя жизни и материя Земли. Возможно, ее извергла какая-нибудь взорвавшаяся звезда, как и теперь некоторые звезды взрываются. Потом этот ошметок ждет четыре с половиной миллиарда лет, меняется, эволюционирует, и вот некое странное существо стоит здесь и выступает перед такими же странными существами. Что за удивительный мир!

Или возьмем человеческую физиологию. Не важно, о чем говорить. Достаточно чуть пристальнее посмотреть на предмет, и увидишь, что ничего нет увлекательней правды, этой золотой жилы, обнаруженной кропотливым трудом ученого.

Представим, например, кровеносную систему. Девушка эффектно прыгает через скакалку. Что происходит внутри девушки? В ней пульсирует кровь, бегут по нервным клеткам сигналы – и насколько же быстро мозг получает сообщение от мышц ног «мы касаемся земли» и отдает им приказ напрячься, а то пяткам будет больно? А она прыгает, и уже другие мышцы получают приказ от других нервных клеток: «раз-два-три, О’Лири, раз-два-три…» А девушка, возможно, как раз в этот момент улыбается какому-нибудь профессору физиологии, который за ней наблюдает, и в улыбке участвуют те же механизмы!

Теперь электричество. Притяжение плюса и минуса настолько сильно, что в любом обычном веществе положительные и отрицательные заряды точно сбалансированы, все друг к другу притягивается. Очень долго о существовании электричества и не догадывались, пока кто-то не потер кусок янтаря и тот не притянул листок бумаги. Сегодня, разбираясь с этими примерами, мы убеждаемся, что в нас запрятано удивительное количество механизмов. И все равно наука себя еще не исчерпала.

В поисках примеров я прочитал «Историю свечи» Фарадея – курс из шести лекций для детей. Идея у всех у них общая: на что бы вы ни смотрели, если вы смотрите достаточно пристально, вы увидите целую вселенную. Так он и поступил – рассмотрел все, связанное со свечой: процесс горения, ее состав и т.  д. А в предисловии, где описывалась биография автора и некоторые из его открытий, говорилось: «Фарадей выяснил, что электрический заряд, необходимый для электролиза, прямо пропорционален массе осаждаемого вещества». Далее сообщалось, что обнаруженные им закономерности сегодня применяются в процессе хромирования, а также анодирования алюминия и множестве других промышленных процессов. Мне такое заявление не нравится. Вот что сказал об одном из своих открытий сам Фарадей: «Атомы вещества, так или иначе, обладают электрическими силами или же как-то с ними связаны, чем и объясняются их свойства, в том числе и мера химического сродства».

То есть он обнаружил, что фактор, определяющий, как соединяются атомы, определяющий сочетание атомов железа и кислорода, образующих окись железа, вот каков: некоторые атомы электрически положительны, а другие – электрически отрицательны, и они притягиваются в определенных соотношениях. Он обнаружил, что явление электричества связано с атомами. Это важное открытие, но важнее другое: то был один из самых замечательных моментов в истории науки, один из тех редких моментов, когда пересеклись две ее огромные области. Фарадей неожиданно открыл, что два совершенно разных явления, оказывается, суть две стороны одного.

Электричество уже изучалось, изучалась и химия, – и вдруг выясняется, что это две стороны одного и того же явления: химических процессов в результате действия электрических сил. И потому просто сказать, что до сих пор те же принципы применяются в хромировании, – непозволительно.

А газеты, как вы знаете, готовы любое открытие в области физиологии описать одной строкой: «ученый считает, что открытие может применяться для лечения рака». Но о ценности открытия как такового они ничего не могут сказать.

Попытки понять, как устроен мир, представляют собой самую суровую проверку умственных способностей человека. Она подразумевает и некоторое трюкачество, хождение по канату логики – нужно пройти и не сделать ошибки в предсказании того, что будет. Примеры тому – квантовая механика и релятивистские теории.

Третий аспект предмета моей лекции – наука как метод познания. Этот метод основан на принципе, что судить о существовании чего-либо можно только на основе наблюдения, исследования.

Все аспекты и характеристики науки становятся ясны, если мы понимаем, что последний и окончательный судья истинности идеи – исследование. Однако «доказать» в данном случае означает «проверить» – так же как стопроцентно надежный тест на алкоголь проверяет наличие алкоголя. Это можно сформулировать следующим образом: «исключение проверяет правило». Или скажем иначе: «исключение доказывает, что правило неверно». Таков принцип науки. Если в правиле есть исключение, и его можно подтвердить с помощью исследования, то правило неверно.

Исключения из любого правила в высшей степени интересны сами по себе, так как они показывают неверность правила. И очень увлекательно выяснять, каково же верное правило, если таковое имеется. Исключение изучается наряду с другими обстоятельствами, дающими похожие результаты. Ученый старается найти и другие исключения и определить их особенности – и процесс этот всегда интересен и удивителен. Ученый не желает скрыть, что правило неверно, вся увлекательность как раз заключается в противоположном. Он старается доказать свою ошибку – и как можно быстрее.