Прыжок через барьер
Кто не задумывался из нас в детстве о том, как рождаются открытия? Как появляются истины, которые совершенно необъяснимы с точки зрения существующих научных представителей? Действительно, как появилась идея полета человека в космическое пространство? Как появляются «на свет» новые месторождения полезных ископаемых? Как рождаются фундаментальные открытия в различных областях знания? Количество подобных вопросов может быть, наверное, бесконечно, по крайней мере не меньше, чем существует открытий: больших и малых. На одни из них мы получали ответы, а другие так и остались загадкой.
Ясно, что однозначно ответить на эти вопросы невозможно. История науки показывает, что это сложный и многогранный процесс. В нем «принимают участие» и знания, и личные качества исследователя, и обстановка, при которой рождалось открытие, и т. д. Скажем сразу, до конца эта проблема пока так и не решена. И здесь требуются усилия ученых различных отраслей науки: педагогов, философов, психологов, экономистов, кибернетиков и др. При комплексном решении проблемы можно значительно продвинуться в изучении истоков рождения открытий и вообще научного творчества, хотя сегодня мы располагаем некоторыми сведениями.
Практически открытие невозможно без глубокого знания изучаемой области исследования. В свое время В. И. Ленин говорил о необходимости обогащать память знанием всех тех богатств, которые выработало человечество. И только так можно стать настоящим ученым. Сегодня знания нужны каждому члену нашего общества, тем более они необходимы исследователю.
А как же объяснить открытия, сделанные Павлом Николаевичам Яблочковым (1847–1894), Томасом Альва Эдисоном (1847–1931), Иваном Петровичам Кулибиным (1735–1818), которые не имели соответствующего научного образования?
В жизни не бывает событий и явлений без исключения. Таким счастливым, прежде всего для общества, исключением и явились природные самоучки. Однако эти примеры тем более подтверждают положение о том, что человек постоянно должен заниматься самообразованием, если хочет что-то определенное достичь.
Но примеры с этими великими исследователями – не только исключение. В середине XVIII столетия Бенджамин Франклин (1706–1790) создал учение об электричестве. В этот период наука развивалась на уровне таких ученых, как Исаак Ньютон (1643–1727), Леонард Эйлер (1707–1783), Христиан Гюйгенс (1629–1695). Но именно Б. Франклину, раньше никогда не занимавшемуся физикой и живущему вдали от центров мировой науки, удалось достичь результатов, которые оказались недосягаемыми для великих ученых. И никто иной, как Майкл Фарадей (1791–1867) создал учение об электрическом поле, не имея необходимого научного образования.
Все эти примеры говорят о том, что на определенном этапе развития новых фундаментальных представлений, противоречащих известным нам фактам, одной эрудиции недостаточно. Для решения таких задач необходимы воображение, интуиция, конкретное мышление. Особенность великих ученых, Кулибина и Яблочкова, Эдисона и Фарадея, Франклина и других, в том, что они имели эти основные черты и эффективно их использовали.
Гениальной интуицией в области физики, необычайной силы внутренним видением обладал известный физик Нильс Хенрик Давид Бор (1885–1962). Его исключительная уверенность при выявлении ключевых вопросов не имела себе равных. Вместе с тем во владении математическим аппаратом Бор во многом уступал своим коллегам. Не случайно математическое «одеяние» квантовой механики, основы которой, по сути, опираются на работы Бора, создано не им самим, а Максом Борном (1882–1970), Вернером Гейзенбергом (1901–1976), Вольфгангом Паули (1900–1958), Полем Андриеном Морисом Дираком (1902), Эрвином Шрёдингером (1887–1961).
Из советских ученых гениальной интуицией особенно выделялись Игорь Васильевич Курчатов, Сергей Павлович Королев, Лев Давыдович Ландау и другие.
Научное творчество имеет свои законы развития, свои тенденции. Сначала это, как правило, получение отдельных данных, затем происходит их классификация, потом устанавливается взаимосвязь между отдельными группами фактов и явлений, и т. д.
Однако решающее значение в науке играет не сам по себе новый факт или новое наблюдаемое явление, ранее неизвестное, а его теоретическое объяснение, т. е. понимание его смысла, его существа. К примеру, Роберт Гук (1635–1703) еще в XVII в. видел клетку в растительных тканях, наблюдая их строение с помощью микроскопа. Но он не понял значение клетки, не смог объяснить ее роли в жизни живых организмов, а потому и не смог ее открыть. Клеточную теорию создали в конце 30-х годов XIX в. Маттиас Якоб Шлейден (1804–1881) и Теодор Шванн (1810–1882).
Точно также в конце XVIII в. Джозеф Пристли (1733–1804) и Карл Вильгельм Шееле (1742–1786) впервые наблюдали новое тело, найденное ими в природе – газ, способный поддерживать горение, но не поняли его значения. Ливуазье, напротив, дал правильное теоретическое толкование открытию, показал, что этот газ есть кислород.
Новое знание всегда выходит, основывается и отталкивается от знания прежнего. И поэтому никогда не отрицает, а лишь расширяет и углубляет его. Само же по себе ничто не появляется. И когда прежнего знания накопилось столько, чтобы одному или группе исследователей, которые в данный момент видят дальше других, убедиться в том, что их прежнего знания явно недостаточно для объяснения существующего порядка вещей, тогда и происходит открытие.
Другими словами, в соответствующей отрасли науки накопилось большое количество знания. Однако прогресс этой отрасли на какой-то период прекратился. Появилась преграда, которая не позволяет с прежней суммой знаний посмотреть, что делается впереди. Только новое знание позволит сделать это. Гениальность сможет преодолеть многовековую инерцию мышления. И только тогда появится открытие.
Появление нового знания чем-то напоминает преодоление сверхзвукового барьера самолетами. Сразу самолет не может преодолеть сверхзвуковой барьер. Только по достижении определенной скорости появляется возможность перескочить через него. Что-то похожее получается и с появлением новых знаний.
Подсказка или знания?
Часто приходится слышать и читать, что ученый сделал открытие якобы случайно, при помощи подсказки. К разряду случайных открытий некоторые авторы относят открытие закона сохранения энергии, выявленного немецким врачом Юлиусом Робертом Майером (1814–1878) в 1842 г. на острове Ява.
Случилось это следующим образом. Заболел матрос. И когда Майер сделал кровопускание больному, то был серьезно удивлен: цвет крови оказался необычайно алым. Сначала появился испуг – а вдруг он вскрыл вместо вены артерию. Но нет, ошибки не было. Но почему тогда такая яркая кровь? – задумался врач. Наверное, в ней много кислорода. А почему? Ведь на родине таких признаков при кровопускании никогда не было. Майер задумался. Обширные знания подсказали врачу, что в странах с тропическим и субтропическим климатом организм человека расходует меньше кислорода, чем на севере, где приходится возмещать затраты на выработку тепловой энергии. Следовательно… и тут Майера осенила мысль: химические процессы, теплота, механическое движение представляют качественно различные формы энергии, превращающиеся друг в друга при условии неизменных количественных соотношений.
Так Майер сделал фундаментальное открытие в науке. Действительно ли случайно оно, как говорят некоторые? Вряд ли. И вот почему. Ведь и до него видели изменения цвета крови, но никто открытия так и не сделал. Истина всегда проста. И многие проходят рядом с ней, не зная, что она существует. Исследователю всегда важно видеть в простом сложное, а в сложном – простое. Майер был человеком творческим и любознательным. Но главное в том, что не обладай он широкими знаниями, не знай общетеоретических положений, он, как и многие другие, прошел бы мимо открытия, хотя оно было на виду, рядом. На основе знаний Майер построил правильную логическую цепочку вопросов и так же правильно решал их, пока не пришел к открытию. И это не единственный пример.
Имеются сведения, что идея маятниковых часов пришла Галилео Галилею (1564–1642), когда он подолгу смотрел на колышущуюся от ветра бронзовую люстру в епископальной церкви. Измерив продолжительность колебаний люстры по биению собственного пульса, он определил, что большие и маленькие колебания люстры происходят за одно и то же время. Так был открыт изохронизм колебаний маятника – основной закон, позволяющий строить часы с маятником.
В свое время директор Института истории естествознания и техники Академии Наук СССР, академик Бонифатий Михайлович Кедров в «Комсомольской правде» рассказал о том, как родилась идея строительства висячих мостов.
Издавна люди строили мосты с помощью опорных быков на дне реки. Со временем возникла необходимость возвести мост через глубокую пропасть, где практически нельзя поставить быки: была очень большая высота. Долго бились изобретатели над этой проблемой, но безрезультатно. Однажды осенью ученый вошел в сад. На его лицо упала паутина. И вдруг исследователя осенило: если паук может построить мост-паутину через столь огромное для него расстояние, следовательно, принцип перебрасывания паутины через ветви деревьев может быть применен и к постройке моста. Так родилась идея висячих мостов, которая широко применяется на практике и сегодня.
Характерно, что в истории науки нередко сохраняется только подсказка (вспомните яблоко Ньютона), а сам процесс мышления исчезает. В действительности идея висячих мостов никогда не появилась бы, если бы ученый не обладал глубокими знаниями в области архитектуры и строительства, напряженно не работал бы в этом направлении. Существенно, что когда на его лицо упала паутина, он продолжал думать о своем мосте. Паутина только дала толчок к открытию нового явления. Таким образом, самым главным и решающим компонентом любого научного открытия является человеческий разум, глубокие и разносторонние знания исследователя, интуиция и целый ряд других характерных черт ученого. Это подтверждают и примеры из истории науки.
Вечером 8 ноября 1895 г. вюрцбургский физик Вильгельм Конрад Рентген (1845–1923) обернул вакуумную трубку светонепроницаемой черной бумагой, которая задерживала все видимые и ультрафиолетовые лучи. Когда он включил ток высокого напряжения в затемненном помещении, то заметил странную вспышку маленьких флуоресцирующих кристаллов, лежавших на лабораторном столе. Бумажная ширма, которая была покрыта платино-синеродистым барием, также засияла бледно-зеленым светом.
Ставя свои опыты, Рентген с их помощью узнал, что от вакуумных трубок действительно исходят невидимые лучи. Ни один физик не замечал этого и, разумеется, не сообщал об этом.
Рентген поместил между трубкой и ширмой несколько предметов, оказавшихся под рукой: книгу, кусок листового алюминия, разновесы в деревянном ящике и другие вещи. С удивлением он установил, что все эти вещества сильно пронизываются лучами. Теневые изображения различных вещей обозначались на экране.
Но еще большее удивление и волнение будущий лауреат Нобелевской премии получил, когда увидел скелет своей собственной руки, которую он держал между разрядным аппаратом и световым экраном.
Рентген никому не рассказал о своем наблюдении и на протяжении семи недель в одиночестве работал над исследованием новых лучей и их свойств. Чтобы исключить зрительный обман, он запечатлел то, что наблюдал на световом экране при помощи фотопластинки.
28 декабря 1895 г. исследователь выступил с первым сообщением о своем открытии перед Вюрцбургским физико-медицинским обществом. Оно было сразу же напечатано под заголовком «Новый ряд лучей». За несколько недель брошюра пережила пять изданий и была переведена на английский, французский, итальянский и русский языки.
Распространение публикации Рентгена и его фотографий вызвало такую сенсацию, которой не случалось в истории естествознания со времени сообщения Галилея об открытии спутников Юпитера. Ранее известный только узкому кругу коллег, профессор из маленького франконского университета за одну ночь стал наиболее популярным физиком.
Некоторые считают открытие Рентгена случайным. Действительно, то, что кристаллы лежали по соседству с трубкой, было случайностью. Но световая ширма оказалась в руках ученого безусловно не случайно, так как он уже много дней экспериментировал с катодными лучами.
Следует отметить также, что до времени открытия «Х-лучей» или, как стали позже говорить, «рентгеновских лучей», Рентген сделал важное открытие, обнаружив магнитное поле движущегося электрического заряда, а также выполнил ряд работ по физике кристаллов и др.
Макс фон Лауэ (1879–1960), оценивая достижения Рентгена, писал: «Насколько велико было открытие Рентгена, можно понять из того, что большое число других, часто выдающихся, физиков-экспериментаторов до Рентгена с теми же самыми вспомогательными средствами тем не менее не могли открыть этих лучей. Подробное наступление на совершенно не изученую область требует, кроме острого глаза, также большого мужества и самообладания, которое дает возможность, несмотря на радость и возбуждение в связи с первым открытием, сохранить спокойствие и умственную ясность. Рентген должен был много потрудиться, чтобы между 1895 и 1897 гг. написать три статьи, которые настолько исчерпывали предмет, что целое десятилетие не могло прибавить ничего нового. С какой гениальной тщательностью были написаны эти статьи! Я знаю лишь очень мало сочинений об открытиях, которые содержат так мало упущений. У Рентгена все было в полном порядке».
Макс фон Лауэ совершил свое гениальное открытие интерференции рентгеновских лучей в условиях, которые он сам оценивал как счастливую случайность. В нобелевском докладе он рассказывал, как в феврале 1912 г. ему пришла в голову та идея, которая оказалась такой плодотворной и богатой последствиями в научном отношении.
Пауль Эвальд, докторант Зоммерфельда, пришел к Лауэ посоветоваться по поводу трудностей, с которыми он столкнулся в работе по волновой оптике. Лауэ много лет работал в области оптики и считался глубоким знатоком этого круга проблем. И хотя он, в данном случае, не мог дать совет, во время беседы высказывал мысль, что нужно попробовать пропустить через кристаллы рентгеновские лучи.
Если рентгеновские лучи действительно имеют волновую природу и длина их волны в какой-то степени соответствует оценке Вина и Зоммерфельда, и если кристаллы действительно построены из пространственных решеток, то, по мнению Лауэ, при просвечивании кристаллов рентгеновскими лучами должны будут обнаруживаться явления дифракции и интерференции, которые уже давно были известны у обычного света.
Лауэ таким образом связал друг с другом две гипотезы из двух различных областей науки: волновую теорию рентгеновских лучей и гипотезу о пространственных решетках кристаллов.
Как и все простое, это соединение двух уже существующих, но до сих пор, однако, совершенно независимых друг от друга логических рядов оказалось сложным, и до Лауэ такая мысль никому не приходила в голову. «Лежавшая в основе идея, – говорил позднее ученый, – казалась мне после того, как я к ней однажды пришел, настолько сама собой разумеющейся, что я никогда не мог понять удивления, которое она вызывала в мире специалистов, равно как и сомнения, с какими ее встречали еще несколько лет спустя».
Творческая идея Лауэ была, как считал Макс Планк (1858–1947), не случайной внезапной мыслью, а «неизбежным результатом логической цепи идей». У Лауэ она созрела раньше, чем у любого другого физика, потому что она находилась в тесной связи с вопросами, которые занимали его научное мышление. «Сколько физиков уже пропускали рентгеновские лучи через кристаллы, не замечая дифракции лучей, – говорил Макс Борн (1882–1970) в юбилейной речи, посвященной открытию Лауэ. – Нужна была способность мысленно увидеть лучи прежде, чем они появятся на пластинке. Именно в этом заслуга Лауэ». Открытие Лауэ, в отличие от открытого Максом Планком квантования энергии, сразу же начало свое победное шествие по свету.
А что думают сами ученые?
Что думают ученые о природе научного творчества, о том, как рождаются новые идеи, теоремы, законы? И думают ли они об этом?
Категорично, пожалуй, ответить нельзя, потому что иногда ученые, сделав открытие, не могли его по-настоящему оценить сами. Известно, например, что Шрёдингер по предложению Петера Дебая (1884–1966) неохотно согласился выступить на семинаре аспирантов Цюрихского университета о научных взглядах Луи де Бройля (1875–1960). Однако, прежде чем выступить, исследователь облачил взгляды де Броля в логическую последовательность математических формул, придал им математическую обработку. В результате возникло уравнение Шрёдингера, которое лежит в основе волновой механики. По утверждению академика П. Л. Капицы, «дебай говорил, что, выступая на семинаре, Шрёдингер сам не понимал, какое большое открытие он сделал».
Интересную историю однажды рассказал Эрнесту Резерфорду (1871–1937) Макс Планк. Когда он впервые выдвинул свою квантовую теорию света, люди не очень охотно ей доверяли, отчасти потому, что, согласно этой теории, заряд электрона должен быть равен 4,7 ⋅ 10–10, тогда как общепризнанной величиной считалась 3,4 ⋅ 10–10. У самого Планка вызывало сомнение это противоречие, но когда Ханс Гейгер (1882–1945) и Резерфорд обнародовали величину 4,65 ⋅ 10–10, Планк уверовал в справедливость своей теории.
Все же некоторые видные ученые не только задумывались над этой проблемой, но и сами старались объяснить процесс творчества.
Известный французский математик Жюль Анри Пуанкаре (1854–1912) в психологическом этюде о математическом творчестве рассказывает, как пришло к нему решение сложной математической проблемы: «В продолжении двух недель я старался доказать, что не существует никаких других функций, аналогичных тем, которые я назвал впоследствии фуксовыми функциями; я был тогда очень невежествен: каждый день я садился к рабочему столу и проводил за ним час или два; я перебирал огромное количество комбинаций и не приходил ни к какому результату. Однажды вечером я выпил черного кофе вопреки обыкновению и не мог заснуть; идеи толпой возникали в мозгу; я ощущал как бы их столкновения до тех пор, пока две из них не сцепились, так сказать, между собой, чтобы образовать стойкую комбинацию. Утром я установил существование одного класса фуксовых функций, происходящих из гипергеометрического ряда; мне оставалось только редактировать выводы, что отняло у меня всего несколько часов».
Однако на этом не была поставлена точка. У Пуанкаре появилась новая идея, но из этого ничего не получилось. Тогда ученый забросил свои математические головоломки и уехал путешествовать, стараясь не вспоминать больше о математике. «После этого, – продолжал А. Пуанкаре, – я принялся за изучение некоторых арифметических вопросов, не приходя к особенно значительному результату и на подозревая, что эти вопросы могут иметь хоть малейшее отношение к моим предыдущим исследованиям. Обескураженный неуспехом, я отправился на несколько дней на берег моря; голова моя была занята при этом совсем другими вещами. Однажды, когда я гулял по скалистому берегу, у меня явилась, как всегда, внезапная и отрывочная идея, справедливость которой была для меня непосредственно ясна». Но это еще не было окончательное решение. Великий ученый стал лишь лучше понимать трудности задачи. Решение пришло тоже неожиданно – во время прогулки по бульвару. «Передо мною, – отмечал Пуанкаре, – вдруг предстало разрешение затруднения, которое раньше остановило меня».
Не трудно заметить, что ученый продвигался к конечному результату постепенно, на основе больших знаний, большого теоретического напряжения, больших духовных затрат. Решив одну группу задач, он сделал перерыв, осмысливая пройденное, а затем принимался за другую группу задач. Понятно что, не работая так напряженно и много в одном и том же направлении, вряд ли исследователь приснил бы счастливые идеи. И другое, что, несомненно, существенно. Автору приснились те идеи, которые непосредственно относились к исследуемой им в данный период времени проблеме, а не другие и не о другом. Следовательно, это еще одно подтверждение того, что просто так, сами по себе идеи не возникают. И просто так, без приложения усилий и обладания знаниями, озарение не приходит к ученому.
Подтверждением этой мысли являются и размышления Героя Социалистического Труда, лауреата Государственной премии, академика С. Л. Соболева о зарождении идей. Новая идея возникает тогда, – говорил он, – и только тогда, когда человек, отключившись на некоторое время решительно от всех мыслей, думает только об одном – вживается в эту проблему и начинается мучительное, не совсем приятное состояние, когда есть только стремление разобраться в том, что тебя захватило.
Когда ученый вживается в образ, в те модели, которые создает, он начинает усматривать внутренние закономерности, которые были неясны. Вначале они туманны, потом становятся яснее, и вдруг идея начинает вырисовывается, приобретать ясность и четкие контуры.
Научное творчество – сложный и трудный процесс поиска истины, это бесконечный процесс интуитивных догадок, размышлений. Известно, например, что Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821–1894) жаловался, когда спасительные мысли не приходили к нему. Он целыми днями, месяцами в буквальном смысле слова мучился над трудными процессами. Решение приходило самым неожиданным образом – на прогулке, и, как правило, утром. «Но та гордость, какую мог внушать мне в этих случаях конечный результат, – говорил он, – значительно принижалась от сознания, что решение подобных задач почти всегда давалось мне не иначе, как путем постепенного обобщения удобных частных случаев, рядом счастливых проблесков блуждания по сторонам. Я могу сравнить себя с путником, который предпринял восхождение в гору, не зная дороги; долго и с трудом забирается он и часто вынужден возвращаться назад, ибо дальше нет прохода; то размышление, то случай открывает ему новые тропинки, они ведут несколько далее, и, наконец, когда цель уже достигнута, он, к стыду своему, находит широкую дорогу, по которой мог бы подняться, если бы сумел верно отыскать начало», – писал Г. Гельмгольц, описывая процесс своего творчества.
Характерно, что в обоих случаях, приведенных здесь из рассказов самих ученых, новые идеи явились после того, как напряженная работа сменялась отдыхом. В этом, наверное, одна из причин разгадки процесса научного творчества. Но на этот вопрос, пожалуй, лучше смогут ответить специалисты: физиологи и психологи. Отметим только, что ученому важно всегда уметь распределить свои силы, найти время и для активного отдыха.
Из истории науки известны и другие примеры рождения открытий, на которые влияли также иные факторы. Хорошей иллюстрацией является появление неэвклидовой геометрии. Молодой Николай Иванович Лобачевский (1792–1856) долгое время работал в школе для взрослых и каждый раз не был удовлетворен объяснением ученикам очевидности постулата о непересекаемости параллельных линий. Молодой ученый серьезно задумался над этой проблемой. Где же выход? Целеустремленность, настойчивость, обширные и глубокие знания, умение по-новому посмотреть на старое и привели к рождению неэвклидовой геометрии.
Может это единичный пример? Жизнь и деятельность многих всемирно известных ученых не позволяет сделать такое заключение. Дмитрий Иванович Менделеев (1834–1907) читал лекции по основам химии и одновременно работал над монографией. Работа продвигалась очень медленно: ученый не мог так описать свойства химических элементов, чтобы их легко могли запомнить студенты. Проходили дни, недели, но положение от этого не изменилось: написание монографии не продвигалось. И вдруг Дмитрий Иванович получил письмо – он срочно должен был уехать из Петербурга в деревню. Ученый заторопился и неожиданно для себя обнаружил ряд ценных мыслей, которые тут же, на обороте только что полученного письма, записал. Он понял, что главное в решающей проблеме – сближение групп химических элементов по величине атомного веса. Он остался. Начал усиленно работать. От чрезмерного напряжения (трое суток не спал) ученый заснул и, что удивительно, во сне увидел, – как потом вспоминал, – таблицу, где элементы были расставлены так, как требуется. В две недели обоснование открытия было закончено. Так родилась знаменитая таблица Менделеева – периодическая система химических элементов.
Характерно, что и Шрёдингер нашел свои знаменитые уравнения квантовой механики в процессе объяснения работы Луи де Бойля группе аспирантов Цюрихского университета, а теорема Отокса появилась, когда математик предложил студентам в одной из задач доказать, что интеграл, взятый по контуру, связан с величиной потока, проходящего через этот контур.
Свое гениальное открытие Лев Николаевич Гумилев, сын изветных поэтов Анны Андревны Ахматовой и Николая Степановича Гумилева, сделал в тюрьме, в «крестах». Именно там у него возникла мысль о мотивации человеческих поступков в истории, которая и вывела его на концепцию этногенеза. Почему, например, Александр Македонский шел в Индию и Среднюю Азию, хотя понимал, что там удержаться не мог. И Гумилеву вдруг пришло в голову, что его что-то толкало, что-то такое, что было внутри него. И Лев Николаевич назвал это пассионарностью. Он писал: «Каждый этнос развивается как любая система: через фазу подъема к акматической фазе, т. е. фазе наибольшего энергетического накала, затем идет довольно резкий спад, который выходит плавно на прямую – инерционную фазу развития, и как таковой он затем постепенно затухает, сменяясь другими этносами. К социальным соотношениям, например к формациям, это не имеет прямого отношения, а является как бы фоном, на котором развивается социальная жизнь.
Эта энергия живого вещества биосферы всем известна, все ее видят, хотя отметил ее значение я первый, и сделал я это размышляя в тюремных условиях над проблемами истории. Я обнаружил, что у некоторых людей в большей или меньшей степени существует тяга к жертвенности, тяга к верности своим идеалам (под идеалом я понимаю далекий прогноз). Эти люди в большей или меньшей степени стремятся к осуществлению того, что для них является наиболее дорогим, чем личное счастье и личная жизнь. Этих людей я назвал пассионариями, а качество это я назвал пассионарностью.
Это не теория «героя и толпы». Дело в том, что эти пассионарии находятся во всех слоях того или иного этнического или общественного коллектива, но количество их плавно снижается со временем. Но цели у них иногда бывают единые – правильные, подсказанные нужной в данном случае доминантой поведения, а в ином случае – противоречат им. Поскольку это энергия, то она от этого не меняется, она просто показывает степень их (пассионарности) активности.
Эта концепция позволила мне определить, почему возникают подъемы и спады народов: подъемы, когда количество таких людей увеличивается, спады – когда оно уменьшается. Есть посредине оптимальный уровень, когда этих пассионариев столько, сколько нужно для выполнения общих задач государства, или нации, или класса, а остальные работают и соучаствуют в движении вместе с ними».
Интересны наблюдения и всемирно известного исследователя, основателя геохимии, биогеохимии, радиогеологии Владимира Ивановича Вернадского (1863–1945). Он отмечал: «Взрывы научного творчества, повторяющиеся через столетия, указывают… на то, что… повторяются периоды, когда скопляются в одном или нескольких поколениях, в одной или многих странах богато одаренные личности, те, умы которых создают силу, меняющую биосферу. Их нарождение есть реальный факт, теснейшим образом связанный со структурой человека, выраженной в аспекте природного явления».
Откуда же взялся первоначальный толчок?
В. И. Вернадский в 1908 г. читал заметку во французской газете о перелете саранчи из Африки в Аравию и обратил внимание на то, что масса скопища насекомых была больше, чем запасы всех месторождений меди, цинка и олова на всей Земле. Он был гений и потому задумался о том, какова энергия, которая подняла этих насекомых и бросила их из цветущих долин Эфиопии в Аравийскую пустыню на верную смерть. Следовательно, биогеохимическая энергия живого вещества биосферы – не мистическая, а обыкновенная, аналогичная электромагнитной, механической, тепловой, гравитационной. Большей частью она находится в гомеостазе – неустойчивом равновесии, но иногда наблюдаются флуктуации – резкие подъемы и спады. Таким толчком, по Гумилеву, является космическое облучение.
О чем говорят факты и примеры?
Так ли уж случайно происходили открытия, как это на первый взгляд некоторым кажется? Анализ показывает, что поводом к многим из них служило желание как можно яснее, но в то же время аргументированно донести до студентов, слушателей знания по той или иной проблеме. Когда это не получалось, ученые сосредотачивали на «белых пятнах» незнания все свои знания, энергию, силы и опыт, морально настраивали себя на то, чтобы преодолеть этот барьер незнания. В других случаях толчком к открытию явились подсказки природы, в третьих – критическое состояние ученого, когда необходимо мгновенно на что-то конкретное решиться и т. д. Альберт Эйнштейн (1879–1955) со свойственным ему юмором однажды на вопрос как рождаются научные открытия ответил: очень просто, все люди знают, что этого сделать нельзя, приходит не очень сведущий человек, который еще не знает, что нельзя, начинает пробовать и у него получается. Понятно, это шутка. А если серьезно, то за такими «случайностями» скрыты, как правило, многочисленные годы совсем не случайного труда. Научное открытие – логическое следствие напряженной, порой изнурительной работы.
Никто не делает внезапных открытий. Наука продвигается вперед шаг за шагом, и труд любого человека зависит от труда его предшественников. И если кто-либо говорит о внезапном, неожиданном открытии, можно быть уверенным, что оно созрело в результате влияния одних людей на других, и именно это взаимное влияние открывает необычные возможности прогресса науки.
Анализ примеров говорит и о том, что большие открытия были сделаны при объяснении тех или иных положений научной мысли слушателям. В связи с этим представляется необходимым научным сотрудникам научно-исследовательских отраслевых и академических институтов иметь возможность читать определенный курс лекций студентам, аспирантам, а иногда и даже школьникам. При этом, как правило, возникают как у слушателей, так и у преподавателей многочисленные вопросы, многочисленные проблемы, которые раньше и не могли появиться. А ведь они могут дать и дают толчок, повод, импульс к рождению новых открытий.
История науки показывает, что никогда не следует проходить мимо неожиданных и непонятных явлений, с которыми невзначай встречаешься в эксперименте. Самое важное в эксперименте – это вовсе не то, что подтверждает уже существующую, пусть даже вашу собственную теорию (хотя это тоже, конечно, нужно). Самое важное то, что ей ярко противоречит.
Поэтому очень важно обращать внимание на непонятные явления, не отмахиваться от них, думая, что это случайность, всякий раз надо тщательно, экспериментально обследовать эти непонятные явления. В большинстве случаев они действительно окажутся ошибкой опыта, либо объяснятся просто. Но изредка они дадут начало крупному новому открытию, которое вызовет существенно новый шаг вперед в науке.
Закономерен вопрос: а может ли каждый сделать научное открытие? В принципе, каждый из нас со дня рождения, пожалуй, с каждым годом делает для себя все больше и больше новых открытий. Но великие из них, сделанные не для себя, а прежде всего для общества, появляются очень редко и очень мало. И чем значительнее они, тем меньше их, иначе, как метко заметил академик П. Л. Капица, они не были бы такими великими. Петр Леонидович уверен, что в большой науке значительных успехов могут достичь только глубоко одаренные, творчески относящиеся к работе люди. Таких людей в науке немного. Их не может быть много: ведь, крупных, всемирно известных писателей, композиторов, художников, актеров в стране также мало. Иначе и быте не может: если их будет много, то они не будут выдающимися. Но великим личностям науки необходимо создать такие условия, при которых максимально использовались бы их знания, силы, опыт.
Черты характера ученого
Трудно предписать заранее, практически это даже невозможно сделать, каким должен быть ученый, какие черты характера он должен иметь, чтобы оставить заметный след в науке. История науки на этот счет имеет самые разнообразные примеры. Тем не менее, имеются некоторые черты более или менее общие для всех. Это прежде всего трудолюбие, увлеченность, любознательность, самокритичность, простота и ясность мышления, сильная интуиция, доброжелательность к людям, щедрая отдача знаний и личное обаяние. О некоторых из них пойдет речь подробнее.
Порой у части молодежи, особенно школьников, незнающих специфики научного труда, создается ложное представление о его легкости. Возможно, так получается потому, что мы всегда видим, читаем, слышим о результатах деятельности ученых, а сам процесс творчества уходит на второй план. Нередко о нем вообще не знают. В этом часто виновны сами ученые, недостаточно освещающие свой творческий поиск. Итог работы заслоняет собой бессонные ночи, анализ тысяч мыслей, сомнения, многочисленные неудачи, после которых порой хочется все бросить и не заниматься больше исследуемой проблемой. Но чем труднее она решалась, тем ценнее она для ученого.
Карл Маркс писал, что широкой столбовой дороги в науке нет и добраться до сияющих вершин сможет только тот, кто, не страшась усталости, карабкается по каменистым тропам. Поэтому трудолюбие должно быть одной из характерных черт каждого ученого. В своем потенциале человек может быть даже талантливым, гениальным, но если он не будет работать над собою, то ничего из этого не получится. Не случайно, что иногда менее способный, но более трудолюбивый человек достигает в науке большего, чем способный, но неорганизованный. Идеи сами по себе не приходят – они рождаются в муках и радостях, в постоянном и целенаправленном труде. Альберту Эйнштейну часто задавали вопрос, сколько часов он работает, и он всегда затруднялся ответить, потому что для него работать значило думать. Иногда же он сам спрашивал кого-нибудь из знакомых: «Сколько часов в день Вы работаете?». И когда получал ответ – восемь или десять, пожимал плечами и говорил: «Я не могу так долго работать. Я не могу работать больше четырех-пяти часов в день, я не трудолюбивый человек».
В действительности А. Эйнштейн отдавался творческой работе полностью, всецело, что давало ему большое удовлетворение и делало творческий труд более эффективным.
Ученый никогда не останавливается в своем устремлении к познанию истины. Таким был Николай Иванович Вавилов (1887–1943). Его работоспособность являлась поистине потрясающей. Закрываясь плащом от проливного дождя, он с раннего утра долго ездил по опытным участкам. И не раз его сотрудники задумывались над вопросами: что заставляет Николая Ивановича, академика, ученого с мировым именем, вставать на рассвете и на тачанке колесить по размокшей степи для того, чтобы посмотреть лесные посадки? Разве многие агрономы интересуются этим? Как может один человек постигнуть большие вопросы происхождения, географии и систематики культурных растений, сложнейшие спорные проблемы генетики и сверх всего – глубоко вникать в дело интродукции древесных пород в степи?
По свидетельству всех, кто близко знал Вавилова, он спал в сутки не более четырех-пяти часов, и это его вполне удовлетворяло. Казалось, природа наделила организм ученого какими-то особыми физическими качествами, специально приспособленными к той гигантской работе, для которой он был предназначен. В институте растениеводства ему приносили вечером поступившую за сутки литературу, и он успевал посмотреть или прочесть ее всю за ночь. В путешествии он удовлетворялся короткими отрезками времени для сна, успевая выспаться при переездах в автомашине и доводя своих спутников до переутомления.
Директор института хлопководства во Флориде, профессор Харланд, по воспоминаниям академика ВАСХНИЛ Н. А. Майсуряна, по приезде в СССР рассказывал, что после посещения Вавиловым их института сотрудникам пришлось дать трехдневный отдых.
Настоящую свою работу Николай Иванович начинал после конца рабочего дня. Прошедшие часы его не утомляли, и, полный энергии, он усаживался в кресло, склоняясь над рукописью, книгой или картой. Пустел институт, уходили посетители, а он, увлеченный работой, сидел допоздна, когда всецело можно обратиться к науке и перестать чувствовать себя директором и руководителем двух крупнейших научных институтов – Всесоюзного института растениеводства, Института генетики АН СССР, президентом ВАСХНИЛ.
Он был неукротим, не умел отдыхать или «ничего не делать». Ехал ли он поездом, плыл ли на пароходе, летел ли на самолете, он всегда, едва заняв свое место, доставал книги, бумаги и начинал работу, не обращая никакого внимания на окружающих. Кратким отдыхом была для него беседа со спутником.
Характерно, что сам Николай Иванович никогда не жаловался на утомление или усталость, хотя никогда не пользовался отпуском. Темпы его жизни и особенно темпы его научной работы в состоянии были выдержать только те, кто был подлинно предан науке.
Известный русский физиолог Иван Петрович Павлов (1849–1936) любил и уважал труд. И не случайно, что первый вопрос новому сотруднику, желавшему попасть в его лабораторию, выяснял работоспособность человека, его желание работать: «Сколько времени можете работать? Что может отвлечь? Семья? Жилищные трудности?» Главное для него – дело. И делу науки он посвятил всего себя без остатка. Так старался подходить Иван Петрович и к другим.
Настоящий ученый просто не мыслит себя без труда. Великий математик Христиан Гюйгенс, по запискам его современников, в свободное время занимался не математикой, а физикой. То, что для других было утомительным занятием, для него было развлечением, так как без работы полезного занятия он для себя не знал.
Леонард Эйлер обладал удивительной работоспособностью и колоссальной памятью на числа – помнил шесть первых степеней всех чисел до ста. Однажды за трое суток Эйлер произвел столько вычислений, что другим академикам пришлось бы трудиться несколько месяцев! Правда, от нечеловеческого напряжения на четвертые сутки Эйлер ослеп на один глаз, а к шестидесяти годам совсем утратил зрение. И еще целых пятнадцать лет, погруженный в вечный мрак, он диктовал свои математические выкладки сыну Ивану, академикам Николаю Ивановичу Фуссу (1735–1825), Степану Яковлевичу Румовскому (1734–1812), Михаилу Евсеевичу Головину (1756–1790).
До чего был талантлив один из родоначальников ядерной физики, датский ученый, Лауреат Нобелевской премии Нильс Бор, тем не менее он очень придирчиво, скрупулезно относился к каждой фразе. Исследователь стремился, «чтобы каждая фраза звучала именно так, как того желал Бор, – все это характерно для него», – писала Рут Мур о Нильсе Боре. Ни одна его статья не увидела света без такой же упорной работы. Он очень хотел, чтобы каждое его слово было точным – как для сегодняшнего дня, так и для будущего. И это было уже не только трудолюбием, но и большой культурой в работе.
Вступающим в науку необходимо запомнить, что труд ученого требует максимального напряжения и сосредоточения всех умственных и физических сил, постоянной и упорной работы над собою. Труд ученого не легче труда сталевара или шахтера. Он также необходим для общества, как труд хлебороба или рабочего. Поэтому ученому нужно непрерывно, систематически трудиться над совершенствованием методов своей работы.
Однако одного трудолюбия мало. Необходимо быть любознательным. «Без любознательности, – писал Л. Ландау, – нормальное развитие человека, по-моему, немыслимо. Отсутствие этого драгоценного качества зримо при всяком столкновении с куцым интеллектом, со скучным старичком любого возраста». Не утратить великий дар детства – способность удивляться – очень долго – это тоже великое благо человека. К сожалению, не каждый им располагает. Тем более мы должны развивать эти качества уже со школьной скамьи.
Любознательность всегда граничит с увлеченностью. Ученый это и увлеченный человек, беспредельно преданный науке, энтузиаст своего дела. В связи с этим он всегда и везде поглощен своей работой, влюблен в нее. Трудно сказать, что, работая увлеченно, он отдыхает и что отдыхая – работает. Он всегда на боевом посту науки, если его что-то сильно не отвлекает.
Подтверждением этого является один из примеров жизни и деятельности И. В. Курчатова. По воспоминаниям Абрама Федоровича Иоффе (1880–1960), «Игорь Васильевич был беспредельно предан науке и жил ею. Почти систематически приходилось в полночь удалять его из лаборатории. Каждому молодому физику представлялась заманчивой посылка его в лучшие заграничные лаборатории, где можно познакомиться с новыми людьми, новыми методами научной работы. Двадцать научных сотрудников физико-технического института удалось направить за границу на сроки от полугода до двух лет. В течении нескольких лет такая возможность была и у Игоря Васильевича. Но он все откладывал ее осуществление: каждый раз, когда надо было выезжать, у него шел интересный эксперимент, который он предпочитал поездке».
В этом эпизоде очень хорошо показана одна из характерных черт современного ученого – увлеченность. Ведь именно увлеченный человек, как правило, делает одно и то же: или доказывает теоремы, или пишет картины, или сочиняет музыку и т. д. И трудно тогда сказать, что это – работоспособность или увлеченность? Пожалуй, и одно, и другое. Эти понятия в таком случае всегда взаимосвязаны. Увлеченный в чем-то ученый никогда не замечает бега циферблатной стрелки. И именно в этот период, когда он больше всего сосредоточен, больше всего увлечен, лучше всего проявляются его качества как ученого и как человека. Неувлеченным ученый быть не может.
Увлеченность научным творчеством никогда не знает преград. Когда летом 1896 года Мария Склодовская-Кюри (1867–1934) сдала экзамен, который давал ей право преподавания в высшей школе, необходимо было выбрать тему докторской диссертации.
Как раз в это время Антуан Анри Беккерель (1852–1908) открыл загадочные лучи урана, которые, однако, были еще не исследованы. Это и стало предметом работы Марии и ее мужа Пьера Кюри (1859–1906).
Не имея средств, супруги после долгих стараний наконец нашли лабораторию для своих опытов. Это был пустующий сарай на территории школы, в которой преподавал Пьер. Пол был земляной. Стеклянная крыша повреждена. Для отопления служила железная печь с проржавевшей трубой. Вентиляции не было. Зимой помещение едва прогревалось. Летом под стеклянной крышей было невыносимо жарко. Через щель в крыше на рабочие столы капала вода от дождя и снега.
Оба физика производили все работы собственноручно при помощи немыслимо примитивных средств.
Позднее, в 1903 г., когда Мария и Пьер Кюри были отмечены Нобелевской премией по физике за открытие радиоактивности, сарай стал местом паломничества как журналистов, так и ученых. Вильгельм Фридрих Оствальд (1853–1932), который через несколько лет после открытия радия осматривал эту «лабораторию», писал в автобиографии: «Это было нечто среднее между конюшней и подвалом для картофеля, и если бы я не увидел рабочих столов с химическими приборами, то подумал бы, что надо мной просто подшутили».
Но оказывается, что и этих качеств недостаточно. Необходимо любить избранную профессию и тогда работа превращается в нечто возвышенное и благородное. Вот почему для великих ученых исследование «белых пятен» природы и общественного развития является не простой работой, а настоящим наслаждением, чему они отдают весь жар души своей. Пожалуй тяжело найти такую область физики, которая не интересовала бы Льва Давыдовича Ландау, известного физика-теоретика. Однажды академику был задан вопрос: помогала ли разносторонность в его работе? На это Лев Давыдович ответил: «Нет, я не разносторонний, я, наоборот, узкий, – я просто физик-теоретик. По-настоящему меня интересуют только пока еще неизвестные явления природы. И все. Исследование их я не назвал бы работой. Это высокое наслаждение, удовольствие, огромная радость. Ни с чем не сравнимая».
Нужно очень любить науку, быть ей безгранично преданным, слиться с нею во единое целое, чтобы наука с ее радостями и неудачами (а второго бывает намного больше, чем первого) приносила исследователю огромную радость, высокое наслаждение, полностью захватывала своей неизвестностью и беспредельной перспективою. И чем раньше произойдет такое свидание молодого ученого с наукой, тем лучше для науки и будущего ученого. Блестящим примером может послужить не одна творческая биография великих ученых.
Уже в студенческие годы Игорь Васильевич Курчатов проявил большой интерес к познанию неизвестного. Лекции оканчивались в первой половине дня и, наскоро пообедав в бесплатной студенческой столовой супом из «шрапнели» с хамсой, Игорь Курчатов и Костя Синельников мчались в физическую лабораторию, которая находилась в двух километрах от центра. Там продолжалась их учеба, но уже практическая – подготовка лекционных демонстраций, изготовление приборов для практикума, первые попытки ставить опыты. Засиживались в лаборатории поздно – до одиннадцати-двенадцати часов ночи, а затем в холодных комнатах при свете коптилок продолжали теоретическую учебу – расшифровку торопливых записей лекций, пока они были свежи в памяти. И так изо дня в день. Никто их не упрашивал и никто их не заставлял так поступать и делать. Дело в том, что в такой деятельности, в полной отдаче сил, знаний, энергии любимому делу они видели смысл своей жизни. И эта любовь к познанию истины не покидала их никогда. И эту любовь к науке они, как эстафету, передавали своим ученикам.
Настоящий ученый всегда подвержен одной великой страсти – творчеству. Чем бы он, в силу обстоятельств, не занимался, он неизбежно приходит к тому, в чем наиболее сильно и ярко проявляется его натура, запас его творческой и нравственной энергии.
Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716) готовил себя в юристы, но неизбежно пришел к математике, к открытию дифференциального и интегрального исчислений. Великий астроном Иоганн Кеплер (1571–1630), чтобы не умереть от голода, занимался астрологией, хотя и не верил в нее. Когда ему ставили это в вину, называли шарлатаном, он с улыбкой отвечал: «Астрология – дочь астрономии; разве не естественно, чтобы дочь кормила мать, которая без того умирала бы с голоду». Отец буквенной алгебры Франсуа Виет (1540–1603) был адвокатом. Известный математик, механик и физик Симеон Дени Пуассон (1781–1840) готовился в цирюльники. Из Жан Лерона Даламбера (1717–1783) хотели принудительно сделать врача. В конце концов он забросил доходное дело – медицину и, по словам Кондерсе, «предался математике и бедности». Офицер Рене Декарт (1596–1650) ввел в математику понятие переменной величины и прямоугольную систему координат, чем открыл необыкновенный простор для бурного развития науки. Альберт Эйнштейн долгое время работал в патентном бюро. Лобачевский готовил себя для медицинского факультета.
Любовь к любимому делу всегда преображает человека, делает его возвышенным и в то же время простым, обычным человеком. В этом не раз приходилось убеждаться, разговаривая с крупными учеными республики. Однажды в командировке в Дубну случай свел меня с членом-корреспондентом АН БССР Владимиром Геннадиевичем Спринджуком. Разговор сначало зашел о проблемах деятельности советов молодых ученых и специалистов (Владимир Геннадиевич возглавлял Совет молодых ученых и специалистов ЦК ЛКСМБ). Незаметно темой обсуждения стали проблемы общественных и естественных наук. Владимир Геннадиевич увлеченно, с азартом, с искоркой в глазах заговорил о теоремах. И настолько преобразился, что усталости как и не бывало. И я подумал, что так и должно быть, ведь любимое дело – это уже внутренняя потребность человека и никакая сила не остановит ученого думать о нем в любых условиях: в дождливую и солнечную погоду, в тиши кабинета, в переполненной электричке, в командировке, на прогулке и т. д. И каждый будет занят своим: один – шлифовкой фразы, другой – теоремой, третий – постановкой эксперимента и т. д.
Известно, что в 1927 г. в печати появилась небольшая, но теоретически очень важная работа Николая Ивановича Вавилова «Географические закономерности в распределении генов культурных растений», написанная агрономом на пароходе, при возвращении из поездки в Эфиопию! В ней великий исследователь впервые в биологической науке дал научное обоснование распределению форм культурных растений по земному шару.
Лучшая теорема докторской диссертации академика Александра Даниловича Александрова была доказана, когда он находился в альпинистском лагере. Академик Юрий Владимирович Линник (1915–1972) сделал очень важную работу в период лечения в госпитале. Лауреат Ленинской и Государственной премий, член-корреспондент АН СССР Алексей Васильевич Погорелов обдумывал свои лучшие научные труды, когда шел пешком на работу в институт и обратно домой. Каждый день – по 15 километров.
В период жизни А. Эйнштейна в Берлине сознание его всецело было поглащено проблемами относительности ускоренных движений, тяготения, зависимости геометрических свойств пространства от происходящих в пространстве событий. Об этом он думал всегда. Филипп Франк (1884–1966) вспоминает, как однажды, приехав в Берлин, условился с Эйнштейном вместе посетить астрономическую абсерваторию в Потсдаме. Встречу в определенное время назначили на одном из мостов, Франк, у которого было много дел, беспокоился, что не сможет вовремя прийти. «Ничего, я подожду на мосту», – сказал Эйнштейн. – «Но ведь это отнимает ваше время». – «Нисколько. Свою работу я могу делать где угодно. Разве я меньше способен обдумать свои проблемы на мосту, чем дома?».
Его мысли, вспоминал Франк, были подобны потоку. Любой отвлекающий разговор походил на небольшой камень в могучей реке, неспособный повлиять на ее течение.
Эти примеры еще раз убедительно говорят о том, что только внутренняя потребность все время заниматься любимым делом делает научного сотрудника настоящим ученым. Ведь можно быть научным сотрудником, иметь ученую степень кандидата или даже доктора наук, выполнять заданную работу и в то же время все же не быть ученым. Ученый, по мнению академика А. Д. Александрова, это прежде всего внутреннее содержание человека. Он настолько увлечен, занят исследованием своей проблемы, что вне ее себя даже не мыслит и поэтому все свои знания, опыт, энтузиазм, всего себя без остатка отдает служению науки.
Для того, чтобы получить важный результат в исследовании, сделать что-то новое, необходимы не только напряженный, кропотливый труд, но и большая самокритичность итогов своей работы, которой посвящено несколько лет, десятилетий творческого вдохновения, а иногда и огорчений. Пожалуй, нет ничего труднее, чем сторого и беспристрастно проверять верность, истинность своих гипотез, обобщений опытов, теорем. В этом, наверное, трагедия и величие исследователя.
Настоящий ученый очень скрупулезно, тщательно относится к результатам своих исследований, дорожит своей репутацией, званием ученого. Родоночальник микробиологии, француз Луи Пастер (1822–1895) писал: «Думать, что открыл важный факт, томиться лихорадочной жаждой возвестить о нем и сдерживать себя днями, неделями, годами, бороться с самим собой, стараться разрушить собственные опыты и не объявлять о своем открытии, пока не исчерпал всех противоположных гипотез, – да, это тяжелая задача».
Известен следующий пример из жизни Николая Ивановича Вавилова. Как-то он возвратился в Ленинград из одной длительной и далекой экспедиции и готовился к выступлению в большом конференц-зале Академии наук с подробным научным отчетом.
В день заседания зал был переполнен до отказа. Доклад стенографировался. На следующий день журналист С. М Шпицер получил стенограмму (которую готовил для публикации в одном научно-популярном журнале) и внес от себя в текст некоторые добавления, усиливающие интерес к отдельным этапам экспедиции. И когда Николай Иванович начал смотреть готовую статью, то стал безжалостно вычеркивать эти добавления, приговаривая: «Это преувеличение, это чересчур, надо поскромнее, пересолили, нельзя так, это реклама». Материал появился в интерпретации Н. И. Вавилова.
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».
Новое, как правило, всегда трудно пробивает себе путевку в жизнь, но в конечном счете всегда занимает подобающее место в науке. Известный советский генетик Николай Петрович Дубинин в своей книге «Вечное движение» вспоминает, как Д. Д. Ромашов вместе с В. Н. Беляевой в лаборатории радиационной генетики обнаружили удивительные факты. Оказалось, что после облучения спермы вьюна на всем протяжения развития личинки в клетках возникают мутации. Это явление не соответствовало в то время теории мутации и поэтому было принято в штыки. Прошло время и сейчас открытие Д. Д. Ромашова украшает новые идеи в области теории мутации.
Начинающему свой путь в науку необходимо помнить, что в науке нет ничего постоянного. А если и есть, то только на сегодняшний день, на современный уровень познания природы и общества. Со времен Архимеда считалось, что атом неделим. Очевидность этого ни у кого не вызывала сомнений. Но вот в 1896 г. было открыто явление радиоактивности, через год Джозеф Джон Томсон (1856–1940) открыл электрон, а спустя два года Пьер Эрнест Резерфорд (1871–1937) заявил об открытии альфа и бета-лучей и объяснил их природу. Совместно с Фредериком Содди (1877–1956) создал теорию радиоактивности. Предложил планетарную модель атома, осуществил первую искусственную ядерную реакцию, предсказал существование нейтрона. Это было время начала новейшей революции в естествознании.
Эти новые открытия полностью опрокидывали ранее известные представления в науке о строении материи. Необходимо было большое мужество некоторых ученых чтобы признать новые знания и отказаться от старых. Только настоящие ученые могут так поступить. Известно, что основатель ядерной физики Эрнест Резерфорд в свое время, как и другие физики, поддерживал статистическую модель строения атома Дж. Томсона. Но когда Резерфорд стал бомбардировать альфа-частицами атомы, то обнаружил атомное ядро, в котором была сосредоточена почти вся масса атома и весь положительный заряд, равный суммарному заряду всех электронов в нейтральном атоме. В связи с этим следовало, что модель атома должна быть динамической. После этого Резерфорд смело отказался от статистической томсоновской модели атома. Со временем модель совершенствовалась и сейчас о ее строении знает каждый школьник.