Наука и мифы: сходства и отличия

Сенсационные успехи науки, особенно физики и биологии, вызывают у так называемой широкой публики реакцию трех совершенно различных видов. Одни восхищаются и даже умиляются смелыми исследованиями в области астрофизики и молекулярной биологии. Не будучи в состоянии как-то приобщиться к этим новым знаниям, они, тем не менее, ощущают все величие дерзаний человеческого разума. Других поражают главным образом достижения техники, идущие вслед за достижениями науки: спутники связи, полеты со сверхзвуковой скоростью, исследования Луны и дна Мирового океана. Человек по своему могуществу стал вровень с античными богами, а в некоторых областях даже превзошел их.

Однако есть и третья группа людей, которым успехи науки, а быть может, в еще большей степени сопутствующие им достижения техники внушают тревогу и недоверие. Куда нас заведут все эти новейшие механизмы и вычислительные машины? Можно ли быть уверенным, что атомные, космические и генетические затеи не кончатся бедой? Поэтому человек, который пишет о науке, не может ограничиться тем, чтобы поддерживать и разжигать священный огонь восхищения у представителей первой группы и давать новую пищу для энтузиазма представителям второй. Это слишком легкий путь. Он обязан постараться также успокоить третью группу, а для этого он должен восстановить истину — не правду в ее чистом виде, ибо правда сложна и нередко абстрактна, а голую истину, освобожденную от всех парадных одежд, с помощью которых ее слишком часто стараются приукрасить публицисты (я не смею назвать их писателями) то ли по причине наивности и недостаточной осведомленности, то ли просто в беззастенчивой погоне за популярностью.

Конечно, это очень трудная задача. Некоторые разумные люди считают ее даже невыполнимой. По их мнению, попытки авторов научно-популярных изданий познакомить широкого читателя с некоторыми областями знания ведут лишь к созданию некой новой мифологии. Откровенно говоря, эти люди во многом правы. Здесь, бесспорно, налицо одна из тех подводных скал, о которую разбиваются стремления так называемых популяризаторов науки. Зато ее спокойно обходят авторы романов с налетом науки, заполняющих полки библиотек под названием «научной фантастики». Правда, подобные авторы и не ставят себе иной цели, кроме создания мифов. Но очень важно предупредить, четко объяснить, что книги эти не более чем фантастика, с тем, чтобы читатель ясно представлял себе, что именно предлагается его вниманию. Было так много разговоров о мыслящих роботах, о любящих или мстительных компьютерах, о летающих тарелках, управляемых обитателями других миров, что в умах многих читателей или зрителей невольно запечатлелся некий миф, реально угрожающий перейти в убежденность.

Так как же должен действовать популяризатор, который хочет распространять знания, а не создавать современные мифы? Попробуем это установить. Прежде всего: что отличает научную теорию от мифа? Под словом «миф» я здесь имею в виду представления и объяснения явлений или событий, происходящих в природе или в человеческом обществе, сходные с теми, которые передавались из поколения в поколение в далеком прошлом, и теми, которые до сих пор передаются подобным образом у так называемых нецивилизованных народов. В этих мифах действуют персонажи, наделенные человеческими чертами; однако в них действуют также абстрактные силы, подобные Судьбе, чаще всего воплощенные в определенных предметах или животных.

Научная теория также объясняет естественные и социальные явления, и, хотя в этом случае для объяснений не приходится прибегать к персонификации, тем не менее, научная теория также выделяет определенные объекты, чьи скрытые силы способны порождать те или иные явления и провоцировать события. Примерами таких объектов служат намагниченные тела или тела, несущие электрический заряд, а также радиоактивные или расщепляющиеся вещества. Это настолько близкая аналогия, что в некоторых случаях она приводит к путанице, и тогда создаются мифы вокруг разного рода машин, магнитов, высоковольтных линий и кораблей. Мне будут возражать, что образованные люди в развитых странах не могут впасть в подобные заблуждения. Однако именно по этому пункту мне хочется присоединиться — хотя лишь частично — к упомянутой выше пессимистической точке зрения.

В самом деле, можем ли мы быть абсолютно уверены, что вся та информация, которую читатели черпают из популярных книг, всегда бывает правильно понята в научном отношении? Не склонны ли широкие круги читателей-неспециалистов или значительная их часть просто-напросто принимать на веру все, что им сообщают просвещающие их в принципе компетентные люди, и довольствоваться метафорами и достаточно туманными аналогиями? Так, например, нередко говорится, что ученым и инженерам удалось вывести спутник на орбиту или же что спутник сошел со своей траектории и упал в океан.

Совершенно ясно, что орбита или траектория в данном случае представляется читателю как некий материальный объект, подобный рельсам или шоссе. Такой ход мыслей вполне понятен, поскольку наши представления обычно создаются на основе привычных предметов и явлений. К сожалению, в данном случае модель неудачна и лишь порождает неверные представления о механике космического полета. Быть может, здесь уместно говорить о мифе по аналогии с теми мифами, согласно которым небесные тела следовали по путям, начертанным богами.

Другой пример — радий и радиоактивность. Вокруг этих звучных слов возник настоящий миф; не так давно все минеральные воды и даже некоторые косметические кремы были объявлены радиоактивными, ибо это служило гарантией их эффективности. Однако несколько позднее мы оказались свидетелями крушения этого мифа, и, коль скоро радиоактивность считается ныне опасной, этикетки на бутылках с минеральной водой и баночках с кремом потихоньку привели в соответствие с изменившимися представлениями.

Ну что ж, скажут многие, значит, нужно давать людям более подробную информацию о законах небесной механики, об истинной природе радиоактивности, сопоставляя ее возможности — например, в лечении рака — и связанные с нею опасности. Конечно, они правы, и именно этим заняты многие серьезные популяризаторы, тем самым способствуя успеху эффективных и даже весьма существенных мероприятий, проводимых ныне на всех уровнях системы образования.

Однако таким путем можно достигнуть лишь весьма незначительных успехов, особенно когда дело касается сенсационных открытий. И если мы не хотим довольствоваться мелкими тактическими победами, необходимо выработать более общую стратегию. В этой связи мне бы хотелось сделать одно предложение, основанное на концепции «модели». Модель, которая, в сущности, представляет собой не более чем конкретное воплощение некой абстрактной теории, служит орудием мысли, весьма полезным как для самого процесса научного исследования, так и для изложения его результатов, ибо по характеру мышления ученые не отличаются от всех прочих людей. Для пояснения я проведу параллель между мифами и моделями, но прежде всего, напомню некоторые факты из истории науки.

Обычно ученые считают делом чести излагать свои результаты в самой совершенной и даже элегантной форме, не касаясь тех блужданий в потемках, неудачных попыток и упорной умственной и экспериментальной работы, которые привели к этим результатам. Легко понять, что они не хотят перегружать свои статьи подробностями, не имеющими практического значения. И все же сколь ценно было бы проследить шаг за шагом ход мыслей и работу крупного ученого, исследующего какую-либо нетронутую область науки. В тех немногих случаях, когда это возможно (если налицо автобиографический очерк или серия опубликованных статей), изучение таких материалов оказывается весьма увлекательным и поучительным занятием. Тут мы можем убедиться, какую роль в научном исследовании играют модели и предварительные схемы. Это строительные леса, которые убираются после того, как здание возведено.

Нередко такие модели вполне конкретны, а иногда даже представляют собой импровизированные механизмы. Джеймс Кларк Максвелл, например, использовал в качестве модели для объяснения движения электрических зарядов ролики, движущиеся по силовым линиям магнитного поля. Как только он вывел свои уравнения, весь этот подсобный аппарат был отброшен и уравнения предстали во всем их совершенстве и абстрактной элегантности. При этом непосвященным они абсолютно непонятны.

Многие модели, однако, продолжают служить ученым даже после того, как те знания, которые они воплощают, устарели, оттесненные более общими теориями. Например, планетарная модель атома, предложенная Бором, все еще позволяет объяснять многие свойства атома и молекулы. Кроме того, она достаточно наглядна, так что ее без труда воспринимают неспециалисты. Даже представление об атомах, как об упругих шариках, принятое в кинетической теории газов, сохраняет свое значение. Один крупный английский физик признался, что они все еще помогают ему мыслить. «Когда я размышляю о тепловом движении атомов газа, я невольно представляю себе маленькие красные и белые шарики, сталкивающиеся друг с другом», — сказал он. Он, конечно, прекрасно знает, что модель неверна.

Именно здесь заключается корень вопроса, а вместе с тем и одно из важнейших различий между моделью и мифом. Модель одностороння, неполна и носит подсобный характер; ее создают для временного (иногда весьма длительного) использования, а затем заменяют новой. Миф же с самого начала предстает в полном и завершенном виде и в этом отношении близок к религии. Мы обнаружим у мифа и другие признаки, которые еще более отдаляют его от научной теории.

Но не рискуют ли сами теории превратиться в мифы, если принимать их за абсолют? Нелишне вспомнить старый пример с флогистоном, который так упорно противостоял теории окисления. Не вправе ли мы также сказать, что абсолютное время превратилось в миф, в который все еще верят многие образованные люди, хотя это всего только модель, которая весьма удобна в большинстве случаев, но должна уступить место четырехмерной Вселенной Минковского и Эйнштейна.

У науки есть одно очевидное средство защиты против мифов, заключенное в самом научном методе, который любую теорию считает правильной лишь до тех пор, пока она дает наиболее удовлетворительное объяснение наблюдаемым явлениям, и лучше всего, если она позволяет объяснить максимальное количество фактов на основе минимального числа, произвольных правил и параметров. В мифологии же обычно для каждого факта или события существует свой отдельный миф, как это было у древних римлян, создавших по божеству для любого явления жизни, пусть самого незначительного.

Здесь мы подходим к наиболее уязвимому пункту, представляющему главный источник хлопот и даже, можно сказать, кошмар для современных любителей мифов: я имею в виду соприкосновение с опытом. Самая прекрасная теория вынуждена бывает отступить, если предъявить противоречащий ей факт, установленный экспериментально. А миф не отступает; он возражает, пытается увильнуть, нередко с помощью чисто словесных уловок. Так обстоит дело с мифом об излучениях, испускаемых мыслящим разумом и лежащих в основе телепатии, флюидами или волнами, помогающими лозоходцам находить подземные источники воды, с ясновидением, с шестым чувством и тому подобным. Экспериментальным опровержениям мифы не придают ни малейшего значения, и в этом состоит одна из их главных отличительных черт.

Вышесказанное вовсе не означает, что теория, заслуживающая внимания с научной точки зрения, должна быть немедленно подтверждена экспериментами. Экспериментальные доказательства могут появиться несколько позднее, но ученые будут всячески стремиться найти их, если теория сама по себе логична, не противоречит данным смежных наук и позволяет связать воедино многочисленные уже известные факты; все это признаки доброкачественной теории.

Примером может служить гипотеза Паули о существовании нейтрино — частицы, не имеющей ни массы, ни магнитного поля, лишенной электрического заряда и практически не оказывающей никакого действия при прохождении через вещество; тем не менее эта гипотеза позволила объяснить в рамках общих законов сохранения энергии и количества движения ряд абсолютно несомненных экспериментов, результаты которых, казалось, не укладываются в эти рамки.

«Этот нейтрино — просто миф», — говорили некоторые физики. Тем не менее, эксперименты показали, что такая частица действительно существует, и притом играет важную роль в ядерной физике. В настоящее время проводится проверка гипотез о существовании еще двух или трех частиц: кварка, партона и промежуточного бозона. Это правильные гипотезы, они лишь ожидают экспериментального подтверждения. Это отнюдь не мифы.

Если мы хотим объяснить все это широкой публике, которая столь чувствительна к романтической стороне мифов, упомянутых выше, а также всех мифов, связанных с витализмом, жизненной силой или жизненным импульсом; то мы должны подчеркивать количественные, измеримые аспекты научных теорий и их способность делать правильные предсказания в противоположность мифам, цепляющимся за чисто качественные характеристики явления.

Никто никогда не измерял ни силу, вращающую столы во время спиритических сеансов, ни скорость распространения телепатических волн, и по весьма веским причинам! Что касается нейтрино, то его энергия и скорость (скорость света) были предсказаны еще до того, как эта частица была открыта. И эти предсказания подтвердились.

Совершенно очевидно, что история нейтрино представляет собой идеальный пример. Однако нет никаких причин для серьезного популяризатора ограничивать свои возможности, пренебрегая тем, что читателей всех категорий привлекают рассказы — иногда очень романтичные — о великих научных открытиях, о прокладывании новых путей в науке. Можно назвать несколько книг, в которых повествуется об увлекательных событиях, связанных с жизнью какого-либо ученого или с развитием целой школы или лаборатории; такие книги полны забавных курьезов, а некоторые из них представляют подлинно научный интерес, ибо описанные в них реальные события позволяют проследить за развитием научной мысли.

Сколько интересного может почерпнуть из подобных книг как молодежь, решившая посвятить себя науке, так и рядовой читатель, которому хочется лучше понять не только суть открытия, но и «как это было сделано» и как вообще делаются научные открытия.

Из таких книг становится понятна роль научной информации, иными словами научных знаний о том, что уже сделано, роль воображения, дающего возможность выйти из привычной колеи в поисках новых путей, и значение случая или — пользуясь обиходным выражением — фортуны, которая сильно преувеличивалась поставщиками сенсаций и, с другой стороны, «забывалась» — мы вынуждены это отметить — теми, кого она облагодетельствовала.

В этом они неправы, ибо одна из самых привлекательных человеческих черт — это способность нашего разума к великим взлетам под влиянием фактов или реплик, на которые люди, лишенные способности удивляться, не обратили бы никакого внимания. Классическими примерами служат Анри Беккерель, открывший радиоактивность благодаря тому, что он выбрал в качестве фосфоресцирующего вещества урановую соль, и Дональд Глезер, которого стакан с пивом вдохновил на создание пузырьковой камеры.

«Очеловеченная» история науки дает, кроме того, возможность приобщить людей, далеких от науки, к атмосфере научной лаборатории и показать, сколько труда, размышлений, какое искусство эксперимента и, наконец, сколько терпения кроется за великими открытиями и достижениями. По определению Пастера, гений — это бесконечное терпение, а Ньютон говорил, что он открыл закон всемирного тяготения, потому что все время думал о нем.

Я убежден, что необходимо приложить максимум усилий, чтобы заставить людей, ни разу не переступавших порог научно-исследовательского учреждения, оценить заслуги всех тех тружеников, имена которых никогда не будут озарены сиянием славы, но которые вносят чрезвычайно важный вклад в развитие науки. Ознакомление широкой публики с повседневной жизнью научных работников — особенно по телевидению — сопряжено с некой опасностью, поскольку она резко отличается от тех описаний, которые даются в научно-фантастических романах, где, естественно, фигурируют только драматические ситуации. При этом мы рискуем лишить науку — или, во всяком случае, научно-исследовательскую работу — ее романтического ореола, тем самым укрепляя позиции тех, кто противопоставляет знаменитые «две культуры» лорда Сноу.

Мне кажется, что средством исцеления может быть максимальная интеграция всех видов деятельности человеческого разума, и мне хотелось бы добавить — также вкуса и здравого смысла.

Кто напишет «Труды и дни» научного работника? Не требуя так много, я тем не менее считаю весьма полезным обрисовать ряд наиболее характерных аспектов современной науки, на которых лежит печать интеллектуальности и даже артистичности. Одна из характерных особенностей Науки с большой буквы, все более четко выявляющаяся в течение последних пятидесяти лет, — это ее единство.

Широкая публика должна понять, что в науке уже не существует обособленных дисциплин, развивающихся параллельно и классифицируемых по системе, предложенной Огюстом Контом, или по какой-либо другой, менее строго линейной системе; напротив, все факты и теории переплетаются, образуя сложную сеть, сквозь узоры которой пробиваются очертания подлинной структуры, включающей всю природу от Вселенной до живых существ. Эту структуру можно понять, лишь доведя ее анализ до отдельных компонентов вещества и энергии, ибо именно на уровне атомов и молекул физика, химия и биология сливаются воедино. А для того чтобы астрономия и космология примкнули к другим наукам, надо проникнуть в структуру атомного ядра.

Математика, конечно, вездесуща, и наш мир таков, каким его представлял себе Пифагор. «Сущность всех вещей составляют числа», — сказал он. Но что бы он подумал, увидев, какое огромное место занимают числа в современном мире? У нас есть, прежде всего, самое простое число «два», которое, следуя непосредственно за единицей, вводит разнообразие и которое само подобно атому разнообразия; в числе «два» заложена возможность достижения безмерной сложности, подобно тому, как из атома водорода и нейтрона можно построить всю материю Вселенной.

Квантовыми числами служат первые несколько кратных единицы, половины или — если взять крайний случай — трети, однако на другом конце шкалы сложности находятся цепи макромолекул, из которых построены хромосомы, и здесь уже речь идет о соединениях, в которых участвуют миллиарды элементов. Но и в этом случае структура в принципе проста, ибо, для того чтобы написать великую книгу анатомии и физиологии человека, нам достаточно всего лишь четырех символов. Математики сказали бы, что можно обойтись и двумя, но при этом цепи были бы гораздо длиннее и, быть может, оказались бы слишком длинными, чтобы оставаться стабильными.

Таким образом, две великие идеи определяют будущее развитие науки. Первая — поиски структурного единства, которое из чисто интеллектуальной потребности становится чем-то различимым и определимым; вторая — поиски сложности, лежащей в основе крайнего разнообразия объектов и явлений во Вселенной. Первое направление часто называют редукционизмом; нельзя отрицать, что его успехи блистательны, хотя вместе с тем оно не привело к открытию единства в некоторых областях, даже когда этим занимались такие гении, как Эйнштейн; все еще остаются четыре силы, которые нельзя выразить друг через друга: это сильное взаимодействие, слабое взаимодействие, электромагнитные и гравитационные взаимодействия. И тем не менее каждый день приносит нам новые надежды.

Второе направление исследований за последние годы оказалось особенно успешным в области биологии — точнее, генетики и молекулярной биологии, — и с каждым днем эти успехи становятся все более значительными. Можно надеяться, что нам удастся, в конце концов, понять механизм клеточной дифференцировки, иммунитета, а быть может, и злокачественного роста.

Небольшие, а в особенности очень большие молекулы, образующие отдельные звенья цепей в этих системах реакций, процессы катализа и обмена энергией, электроны и протоны все чаще и чаще оказываются предметом научных исследований и статей. Они образуют особый мир, заключенный внутри живого мира и обычно остающийся в тени. В сущности, до конца XIX века все наши знания об этом арсенале сложных и действенных веществ, из которых слагалась фармакопея античной эпохи, сводились к тому, что мы умели добывать из растений некоторые вещества и использовали их в качестве лекарств, для консервирования продуктов и приготовления пищи, в парфюмерии и красильном деле.

В настоящее время, помимо настоев и алкалоидов, мы располагаем непрерывно пополняющимся перечнем белков, куда входят разнообразные ферменты и коферменты, содержащиеся в протоплазме, которую прежде часто сравнивали с каплей яичного белка!

Для того чтобы заставить людей, далеких от науки, оценить значение подобной исследовательской работы, мы, безусловно, должны привлечь особое внимание к двум аспектам науки: знанию и использованию. Мы должны лучше понимать окружающий нас мир и тем самым приобщиться к интеллектуальной миссии человечества. Кроме того, люди должны знать, как накопленные знания используются в технике и в разного рода изобретениях, создаваемых для улучшения жизни человека, то есть должны иметь представление о социальной роли науки. Пути науки в ее служении обществу не столь уж гладки, о чем свидетельствуют проблемы, с которыми в наше время повседневно сталкивается индустриализация, однако необходимой предпосылкой для их решения является знание.

Итак, мы вновь пришли к истокам тех трех позиций в отношении к науке, с которых мы начали: красота науки, ее практическая польза и связанные с ней опасности. Нам предстоит плыть по бурному океану, ориентируясь по звездам, используя благоприятные течения и избегая рифов. Это удастся лишь в том случае, если экипажи судов, как матросы, так и капитаны, будут сохранять уверенность в себе, здравый смысл и бдительность и, подобно улиссам наших дней, не позволят увести себя с правильного пути ни сиренам всех существующих мифологий, ни опасениям, что, избежав Харибды затворничества в башне из слоновой кости, они будут ввергнуты в Сциллу ядерных взрывов и уничтожения растительности.

Автор: Пьер Оже.