Начало и конец естествознания как науки

У учёных принципы науки споров не вызывают:

Один предлагает модель, затем сам же или кто-то другой ставит эксперимент, потом еще несколько человек его повторяют, и теория признана. Само собой, указываются погрешности и границы применения.

Так думают учёные (далекие от народа). А в широких кругах людей, интересующихся естествознанием, наиболее распространены суждения немного другие, с которыми классические учёные не очень-то и спорят:

Учёные наблюдают факты, на основе которых выдвигают идеи и строят новые теории. После проверки фактов, теории овладевают умами учёных и просвещенной части населения. Бытовавшие ранее взгляды признаются ошибочными, а их сторонники стремительно меняют свои воззрения.

Наука объясняет, почему и отчего все происходит. Со временем белых пятен на поле человеческих знаний остается все меньше и меньше, и скоро, надо полагать, их совсем не будет. Что интересно: в конце XIX века так думали даже учёные. Известен совет светила тогдашней науки молодому учёному не заниматься физикой потому, что там уже все открыто.

Принцип обывательского представления о естествознании молчаливо предполагает, что наука была всегда, существует сейчас и будет вечно.

Насчёт «всегда» вспоминают Архимеда с его законами – рычага и плавания тел. Но с его смертью умерла и наука.

Осталось религиозное почитание Аристотеля. Так называемые учёные переписывали его труды и учили наизусть. Никому и в голову не приходило проверить и лично убедиться в чем-нибудь самом простом – сколько зубов у женщины и сколько ног у мухи.

Тех, кто сомневался, спрашивали (перед тем как сжечь на костре): «Ты что, умнее Аристотеля?»

И так продолжалось без малого 2000 лет, пока Галилей не поставил под сомнение представление о скорости падения тел (чем тяжелее, тем быстрее).

Он, согласно популярной легенде, залез на Пизанскую башню (она уже тогда была наклонная) и бросил вниз мушкетную пулю и пушечное ядро (соотношение по массе 1:100). И всё: теория, существовавшая столетия, рухнула. Примечательно, что Г. Галилей, предлагая соотечественникам новые идеи, опирался не на свой авторитет ученого, а на опыт, который мог быть легко воспроизведён любым желающим. Надо заметить, что всё научное оборудование для этого эксперимента существовало не то, что давно, – оно было всегда. Подходящий обрыв и два камня разного веса имелись в наличии и в Древней Греции, и в Древнем Египте. Идеи только не было, а нет идеи – и даже естественный обвал в горах ни для кого фактом не является.

Не менее удивителен пример того, как некий монах Мендель, используя в качестве научного оборудования лопату, грабли и колпачки для контроля над опылением, произвёл в монастырском саду опыты над двумя сортами гороха и создал науку – генетику.

И так же, как в случае с Г. Галилеем, ничто не мешало открыть генетику, скажем, в Вавилоне: там и горох выращивали, и последствия скрещивания белых барашков с чёрными могли наблюдать многократно.

И хотя И. Ньютон сказал свои знаменательные слова: «Я гипотез не измышляю», многие учёные уже тогда видели загадку в феномене возникновения научной идеи. Например, Дж. Максвелл в трактате об электричестве и магнетизме так описывал работу А. Ампера: «Всё в совокупности: и теория, и эксперимент – как будто появилось в полной зрелости и в полном вооружении из головы "Ньютона электричества". Метод А. Ампера однако не позволяет нам проследить процесс образования и развития идей, которыми он руководствовался. Мы с трудом можем поверить, что А. Ампер в действительности открыл закон взаимодействия при помощи описываемых им экспериментов».

Столь же интересен пример с Менделеевым. Располагая общедоступными фактами и не ставя никаких дополнительных экспериментов, он предложил теорию, которая, на первый взгляд, из этих фактов не следует.

У него вообще поначалу не было намерения открывать что-то великое. Перед ним как преподавателем химии стояла задача сделать нечто вроде шпаргалки для лучшего запоминания студентами химических элементов и их свойств. Проблема была в том, что тогда было известно всего 64 химических элемента, из которых почти половина с неверно определенными свойствами. Мало того, эта и без того неясная картина искажалась наличием неизвестных тогда изотопов. И тем не менее Д. И. Менделееву на основе этих неполных и искажённых фактов пришла в голову идея, на которой он построил свою теорию, да ещё и заявил, что, во-первых, у половины открытых ранее элементов неправильно определены характеристики, а во-вторых, что будут открыты новые элементы (перечень свойств прилагался). Понятно, что для химиков, в свое время определивших все эти неправильные характеристики, предлагаемая теория была, мягко сказать, не убедительна. Ведь путь, по которому Д. И. Менделеев пришел к этой идее, совсем не прослеживался. Отдельные скептики даже иронично спрашивали, почему за основу периодичности был взят атомный вес, не лучше ли было бы расположить элементы по алфавиту.

Впоследствии А. Эйнштейн по поводу эволюции науки сказал: «Конечно, нет логического пути, приводящего к созданию теории, на опыте можно проверить теорию, но нет пути от опыта к построению теории; и только теория решает, что именно можно наблюдать в эксперименте».

В приведённых примерах, кроме первичности идеи по сравнению с фактом, хорошо виден важный принцип решающего эксперимента – предсказуемость и повторяемость, т. е. один предложил, второй проверил на опыте, а третий подтвердил. Предполагается, что решающий эксперимент может повторить любой. И эта благостная картина сохранялась до начала XX века, а потом произошло отчуждение науки от широких народных масс.

Повторение решающих экспериментов, например, в квантовой физике стало доступно очень немногим. Действительно, глубокие знания, доступ к материалам и оборудованию, деньги, причём немалые, да и просто время есть далеко не у всех. Поэтому основополагающий тезис классической науки – эксперимент может повторить любой – уточнили: любой ученый.

А что делать всем остальным?

ВЕРИТЬ!

И это относится не только к обывателям, но и к непрофильным академикам.

Академик по филологии спрашивает своего друга академика по климату:

- А что, фреон действительно влияет на озоновый слой?

- Да нет, конечно.

- А зачем же мы подписали Киотский протокол?

- Наши ученые и отказались, ну так дипломатам поручили, те и подписали, потом закрыли химические заводы по тому профилю, а их место на рынке занял концерн Дюпон.

Так что обычные люди вместе с гуманитарными академиками могут свободно выбирать, кому верить: бывшим советским ученым или всему как бы мировому научному сообществу.

Или верить в религию под названием «материализм» и главным проводникам этой как бы науки – «британским ученым».

Адепты материализма в защиту своих взглядов восклицают: «Где опровержения, где факты?»

Можно подумать, факты кого-то убеждают.

Если экспериментаторы вдруг не подтверждают в своих опытах теорию? Что они признают ошибкой – теорию или факт?

Был в истории физики такой показательный случай, который впоследствии назвали самым значительным отрицательным результатом.

В XIX веке физика развивалась не только очень бурно, но и, скажем так, с большим оптимизмом. Выдвигались гипотезы, ставились опыты, открывались новые законы, физическая картина мира, как тогда казалось, приобретала свою законченность. Но с одним опытом вышла неувязка. К тому времени уже давно определили скорость света, доказали его волновую природу и придумали такую субстанцию, в которой он распространяется, – эфиром назвали. Предполагалось, что если звук распространяется в какой-то среде, значит, и свет для распространения должен иметь какую-то среду. В общем, эфир так эфир. Для подтверждения этой естественной и очевидной гипотезы и был задуман эксперимент. Поскольку уже была известна скорость движения Земли вокруг Солнца, решили её измерить, сравнивая скорость света, как по направлению движения Земли, так и против, тем самым экспериментально доказав наличие неподвижного эфира. И хотя погрешность приборов была многократно меньше предполагаемого результата, оказалось, что скорость света одинакова в любом направлении. Получалось, что Земля по отношению к мировому эфиру неподвижна, чего, конечно, не может быть потому, что не может быть никогда. Этот опыт был осуществлен А. Майкельсоном в 1881 г.

После него физики крепко задумались. Наконец, через несколько лет теоретик У. Лоренц для спасения идеи неподвижного эфира предложил, как он сам выразился, весьма искусственную гипотезу о замедлении времени и сокращении размеров тела в направлении движения и даже привел формулу этого сокращения. И хотя по этой гипотезе всё сходилось, и не было никаких противоречий, она осталась неким интеллектуальным трюком (вроде Ахиллеса, который никак не догонит черепаху). Все же понимали, что метр – он и в Африке метр, и короче он стать никак не может, не зря же в Париже его платиновый эталон хранится.

Думали физики до 1905 г. К тому времени А. Эйнштейн окончил школу, университет и написал свою знаменитую статью. Суть её сводилась к тому, что так оно всё в природе и есть, т. е. и скорость света постоянна в любой системе координат, и размеры сокращаются, и время замедляется.

Как мы видим, вполне можно спланировать эксперимент, провести его, разработать необходимые уравнения, описывающие полученный результат, а потом не поверить своим глазам.

Естественно, после этого никакого триумфального шествия теории относительности не последовало, а М. Планк позже писал: «Великая научная идея редко внедряется путем постепенного убеждения и обращения своих противников. В действительности дело происходит так, что оппоненты постепенно вымирают, а растущие поколения с самого начала осваиваются с новой идеей».

Можно подумать, что хотя в большинстве случаев так и бывает, но уж к А. Эйнштейну это точно не относится. Оказывается, еще как относится. Он не смог принять одну из основ квантовой механики – принцип неопределенности, и заявил: «Бог не играет в кости».

А. Эйнштейн и его основной оппонент Н. Бор в отношении квантовой механики к единому мнению так и не пришли. И это при взаимном уважении друг к другу и отсутствии в области науки каких-либо других интересов, кроме поиска истины. К тому времени они уже получили по Нобелевской премии, т. е. и деньги были, и всемирное признание.

Вот так развивалась физика, основанная на математике, точных и однозначных показаниях приборов, повторяемых и проверяемых экспериментах, свободная последние 300 лет от давления идеологии и религии.

Что уж говорить о гуманитарных науках, где всё как раз наоборот. Удивительно, как они вообще существуют. Как сказал Т. Гоббс: «Если бы геометрические аксиомы задевали интересы людей, они бы опровергались».

Сегодня «научные теории» затрагивают интересы больших денег, так что не только гуманитарные занятия, но и естествознание давно перестало быть наукой – в первозданном значении этого слова.

А что же происходит с классической наукой, ну, например, с механикой И. Ньютона? Происходит иллюзия понимания основ науки.

Эти основы, т. е. именно то, что И. Ньютон открыл, умещаются на одной странице. Это три закона, они так и называются – первый, второй и третий, а также закон всемирного тяготения. В законах фигурируют такие основополагающие понятия, как длина, время, масса и гравитационная постоянная. Основополагающие понятия называют парадигмами, а их совокупность – аксиоматикой науки.

Насколько же все это сложно для понимания? Для Н. Бора, например, критерием правильности любой теории была возможность изложения её его шестилетнему внуку, и, если тот не понимал, то это означало, что либо теория не совсем верна, либо сам Н. Бор не во всём разобрался.

Вот, например, первый закон И. Ньютона в изложении для школьника: летит камень в мировом пространстве, и если ему не мешать, он так и будет лететь прямолинейно и равномерно. А если камень лежит у края дороги, и его не трогать, то он и будет там лежать в состоянии покоя до скончания века. Ну и что здесь сложного? Первоклассникам все понятно. Остальные законы не сложнее первого, если, конечно, правильно излагать.

Однако есть еще одна загвоздка. Она состоит не только в вульгарности примеров, но и в подмене терминов. В приведённых примерах понятны не аксиомы, а слова. Сами основополагающие законы понять не просто сложно, а в принципе невозможно. Эти законы нужно принять как данность.

Простота пользования следствиями и моделями явлений очень часто вызывает иллюзию легкости встраивания основы новой науки в свою систему мировоззрения. А между тем для этого требуется определённое интеллектуальное усилие, но в большинстве своём люди запоминают определения, не давая себе ни малейшего труда вникнуть в их смысл.

Обучение новому всегда протекает сложно. Есть такой старый анекдот: «Лектор в глухой деревне лет сто назад объясняет крестьянам устройство паровоза. А потом спрашивает, всё ли понятно, какие будут вопросы. На что один мужик отвечает: мол, понятно, все очень хорошо, объясните только, куда у паровоза лошадей запрягают».

Те, кто смеются над этим мужиком, полагают, что они чем-то от него отличаются. Тут уж, коли смеяться над кем-нибудь, так это над лектором, который, проскочив основы, стал подробно описывать частности (где цилиндр, а где золотник).

Крестьяне не могут принять идею паровоза, потому что в их представлении отсутствует «самобеглая тележка». В их понимании без внешнего привода (лошадь, ишак, человек) ничего двигаться не может.

В свою очередь современные умники напоминают старшину из анекдота, который на вопрос: «почему самолёт летает?» отвечает: «Баки заправлены, полоса в порядке – чего ему не лететь?»

Всё это весьма грустно, т. к. действительно основополагающие идеи и понятия в реальности для широких масс не представляют никакого интереса. И, что самое печальное, они даже не осознают этих пробелов в своей эрудиции.

Ну и главный вопрос к основам научной теории: «А почему так происходит?» И вот главный ответ: «Потому!»

Механика не знает, ПОЧЕМУ тела притягиваются друг к другу. Зато известно, КАК это происходит: если тело будет иметь массу в два раза больше, то и сила притяжения будет в два раза больше, а если оно будет расположено в два раза дальше, то сила притяжения будет в четыре раза меньше. И, конечно, неизвестно, откуда взялись основополагающие понятия: время, расстояние, масса. Они просто есть.

Современники И. Ньютона пытались заставить его объяснить, откуда берутся силы тяготения, на что он отвечал: «…умоляю, не приписывайте мне таких знаний, поскольку я не претендую познать источник тяготения… Довольно того, что тяготение на самом деле существует, согласно изложенным нами законам».

Конечно, бывает, что аксиоматика одной науки является следствием другой науки. Причем частная теория может быть вполне пригодна для практического применения, даже тогда, когда основополагающая окажется впоследствии полной чушью.

Физик Карно построил теорию теплового двигателя на основе мифической субстанции под названием «теплород», который позднее исчез как идеалистический и лженаучный, но на теорию это никак не повлияло, и она по сей день применяется в расчетах любых тепловых двигателей.

И хотя цепочка объяснений аксиоматики одной науки следствиями другой может быть длинной, но в конце всегда будет ответ: «А потому!».

Итак, что же следует из вышесказанного?

Наука развивается все-таки от идей к фактам, которые являются лишь аргументами только для самого автора идеи. Новая теория, как и старая, отвечает на вопрос, КАК все происходит, а не ПОЧЕМУ.

И самое печальное.

Материалисты, желая «потроллить» христиан, спрашивают: «А что будет, когда случится второе пришествие Христа? Не в божественном сиянии, а, как и раньше, в образе сына плотника, въезжающего на осле ("Ладе") в Москву?»

Наиболее продвинутые церковники отвечают: «То же самое, что с ученым, который предложит новую всеобъемлющую теорию, устанавливающую для материализма как науки, границы применения и превращающую его в частный случай. А также уничтожающий материализм как мировоззрение».