Провали в науці: або пізнавальна історія про те, як вчені НЕ зробили відкриття

Мало кому відомо, що Колумб міг зробити не одне відкриття, а два. І при тому в один і той же день. Міг, але не зробив. Навіть не виявив ніякого інтересу до того, що так раптово постало його очам в сутінках ночі. І по правді кажучи, ми ніяк не можемо засудити його за цю байдужість. Чоловік перебував у стресовій ситуації. Тут з Америкою все на волоску висить, ось-ось зірветься, а доля ніби в насмішку підсовує якісь біоритми. Ні, ні, сеньйори, що-небудь одне.

Але ж дійсно все висить на волосині. Вже місяць, як зникли на сході Канарські острови. Матросам набридло нескінченне плавання. Серед них, як писали в старовину, зріло глухе невдоволення, вони почали нарікати, і адмірал ледве-ледве вмовив їх дати йому ще три доби. Домовленість була такою: якщо після закінчення цього строку суша не покажеться, кораблі повертають назад, і відкриття Америки відкладається до кращих часів.

І ось настає ніч на 12 жовтня 1492 року. Остання ніч: вранці або суша, або зворотний курс … “Суша повинна бути. Вона вже близько. Днем пропливли гілки з якимись ягодами, колода зі слідами ручної роботи. Колумб стоїть на містку і запаленими очима вдивляється в пітьму. Що це світиться там вдалечині? Таємниче світло мерехтить, як вогник свічки. Може, це просто обман зору, втомилися очі? Адмірал кличе Педро Гутієреса, довіреного короля, і просить його вдивитися. Гутієрес каже, що теж бачить світло.

Справедливості ради треба сказати, що першим в цю ніч побачив землю не Колумб і не Гутієрес, а Родрігес де Тріана, матрос з каравели «Пінта», яка була більш швидкохідною за адміральську «Санта Марію» і випередила її. Колумбу, втім, і не приписують вигук «Земля!» Але вигукнути: «Світло!», як стверджує іспанський історик і місіонер Бартоломе де Лас Касас, крім Колумба, було нікому. Не Гутієресу ж.

До чого відносився цей вигук, людство дізналося лише в 1935 році, коли англійський біолог Крешей опублікував в журналі «Nature» результати своїх досліджень. Крешей вивчав кільчастого хробака з роду одонтосілліс, що мешкає у морі біля Багамських островів. Рівно за годину до сходу місяця, в ніч напередодні останньої чверті повного місяця, море спалахує там яскравим світлом. На водній гладі з’являються самки кільчастого черв’яка і починають метати яйця, супроводжуючи це потоками яскравих секрецій. До потоків спрямовуються самці, що спалахують як світлячки. Рівно десять хвилин виблискує на воді дивовижний феєрверк, потім все занурюється в темряву. Чи не цей феєрверк і побачив, наближаючись до Багамських островів, Колумб?

Заглянемо в старі календарі. Так і є: ніч на 12 жовтня 1492 року була напередодні останньої чверті повного місяця. Колумб побачив світло за годину до сходу місяця. Чи могло це бути випадковим? Ясна річ, ні. А ось те, що сушею, появу якої сповістив Родрігес де Тріана, вважається острів Сан-Сальвадор, це чиста випадковість, скоріше навіть непорозуміння. Зіставлення улюблених нерестовищ черв’яків з відстанню до берега і глибиною океану в тих місцях доводить, що то був не Сан-Сальвадор, а острів Кет, повідомляє літописець біоритмології Річі Уорд. Чи вдасться біоритмологам внести поправку в історію географічних відкриттів, сказати важко.

Однак безсумнівно: Колумб, поглинений одним-єдиним прагненням – досягти суші, не пов’язав побачене ним світло з водою, і хоча він велів занести своє спостереження в корабельний журнал, з світанком забув про нього назавжди. Вест-Індія перед ним, він приєднує ці землі до іспанської корони, а все інше не має значення. Звичайно, знай Колумб, як обернеться справа згодом, він, можливо, викреслив би згадку про загадковий феєрверк з корабельного журналу та подбав би про те, щоб цей незначний епізод не став б надбанням історії. Або, навпаки, постарався б довідатися у аборигенів, що там і з якого приводу світилося. Бо історія внесла цей епізод в перелік «випадкових невідкритів», які нерідко обговорюються на семінарах з історії науки і психології творчості.

Всім відомо, що ікс-промені відкрив Рентген, а радіоактивність – Анрі Беккерель. Але мало хто знає, що до Рентгена ті ж промені спостерігав його колега Ленард, а також англійський фізик Крукс (винахідник тієї самої «трубки Крукса», якій Рентген і зобов’язаний своїм відкриттям). Обидва вони вирішили, що перед ними не невідоме ще випромінювання, а каприз апаратури. Схожа думка прийшла в голову одному з винахідників фотографії Ньєпсу де Сен-Віктору, який майже за сорок років до Беккереля зіткнувся з таким же, що і той, потемнінням фотопластинок від солей урану, але замість того, щоб виконати з ними нехитрий дослід, викинув їх як сміття. У цю ж компанію проситься один французький бактеріолог, який помітив за півроку до того, як Флемінг відкрив пеніцилін, дію цвілі на бактерії, але не надав цьому значення.

Найчастіше людина, звичайно, відчуває близькість відкриття. Іноді відразу, як Флемінг і Беккерель, іноді трохи згодом, як Девіссон і Джермер, які виявили дифракцію електронів в кристалах, але зрозуміли сенс свого відкриття лише після того, як познайомилися з ідеями Луї де Бройля. А буває, людина проходить повз відкриття зовсім не тому, що недогледіла або воно не по його частині. І не тому, що нове явище надто несподівано, як було у випадку з Сен-Віктором (але не з Беккерелем, чиї фотопластинки потемніли через рік після відкриття Рентгена, коли не тільки фізики, а й все суспільство тільки й говорило, що про таємничі промені). Ні, причини криються в особливостях психіки, через які не в змозі переступити навіть геній. Чи міг справді Колумб зосередитися на загадковому світінні навіть після відкриття Америки? Та ніколи в житті! І це так само вірно, як те, що не міг не забути про своє відкриття Менделєєв, який перебував в такому ж приблизно емоційному стані, що й Колумб.

В цей день, 17 лютого (1 березня) 1869 року, Менделєєву прийшла в голову геніальна думка – зіставити по атомній вазі хімічно несхожі елементи. В цей час він писав підручник з хімії і хотів, щоб студенти, які будуть ним користуватися, сприймали властивості елементів за певною системою. Система ж ніяк не вигадувалась. І раптом – ця думка! Відчувши, що за нею криється щось більше, ніж методична підмога для студентів, Менделєєв тут же відкладає поїздку в Тверську губернію, де за дорученням Вільного економічного товариства він збирався обстежити сироварні, і сідає комбінувати відомі йому елементи (тоді їх було 63). До кінця дня все готово – виразно вимальовується періодичний закон.

Менделєєв пише повідомлення про відкриття для друку і раптом помічає, що елементи можна згрупувати у два стовпці. В одному зберуться всі, як тоді говорили, чотноатомні, в іншому – нечотноатомні. Але в другому стовпці виявляються три пробіли. Менделєєв ставить там знаки питання і пише можливу атомну вагу трьох невідомих елементів. Він намагається визначити їх валентність, вона виходить рівною нулю, і він залишає це на його думку безплідне заняття. Між тим, три невідомих елемента були інертні гази – гелій, аргон і неон, що займають сьогодні в менделєєвській таблиці нульову групу. Всі викладки, пов’язані з інертними газами, виникали у Менделєєва в процесі напруженого пошуку. Викладки він записував, але не запам’ятовував. Хіба запам’ятовуємо ми проміжні результати арифметичних підрахунків?

Ось чому через 25 років, коли були відкриті аргон, неон, криптон і ксенон, Менделєєв так і не згадав, що сам передбачив атомну вагу двох з них, і привітав англійських колег з несподіваним для нього відкриттям.

Аналогія, зрозуміло, далека від досконалості. І не тільки тому, що цілі, до яких прагнули, і мотиви, якими керувалися Колумб та Менделєєв, співставні лише формально, в рамках так званої логіки наукового відкриття, але й тому, що зіставляти їх «невідкриття» можна лише з великою натяжкою. Подібність лише в емоції: запишемо – потім розберемося. До Менделєєва про елементи з нульовою валентністю і не підозрювали, а до Колумба світіння черв’яків і подібні йому явища бачили тисячі разів – і американські індіанці, і, можливо, підприємливі фінікійці, що ходили, кажуть, через океан на суденцях з папірусу.

Але хіба мало хто і що бачив, можуть нам заперечити, важливо зрозуміти, осмислити побачене. Виявляється, розуміли і осмислювали. Ще Аристотель, як з’ясовується, пов’язував цикл, розмноження морських їжаків з повним місяцем. Він так детально описав ці живі колючки, що зоологи називали їх орган, що жує Аристотелевим ліхтарем. А Пліній Старший писав у своїй «Природній історії», що число устриць під камінням змінюється залежно від фаз місяця. Але як же несправедлива доля! Вчені мужі давнини, що вирізнялися незвичайною спостережливістю і схильністю до роздумів, підмітили і описали тьму різноманітних явищ з життя тварин, людей і навіть богів, але майже ніколи не називаємо ми їх авторами наукових відкриттів.

Відкривачем вважається хтось із пізнішої епохи, а для древніх винайдений спеціальний оборот, який розпочинається від словечка «ще»: «Ще Аристотель …» або «Ще Пліній …» Закінчивши фразу, що починається з «ще», автор стверджує, ніби все, що спостерігав Аристотель, потім дві тисячі років не згадувалось, і лише в ХVII столітті, коли на сцені з’явилися Галілей і Кеплер, люди раптом знову це побачили. Пощастило із стародавніх лише двом-трьом: Архімед, що відкрив закон Архімеда, Евкліду, що відкрив Евклідову геометрію, та Піфагору з його однойменними штанами. Всі інші описали, помітили, повідомили – що завгодно, тільки не відкрили. В кращому випадку комусь із них «приписується честь». Фалесу – честь відкриття статичної електрики, Герону – честь винаходу садової лійки. Але ніхто ж з них не розумів, що саме відкривав, винаходив або спостерігав. У одного не було підходящих приладів, інший нудився в полоні хибних уявлень, третьому не вистачало спеціальних знань.

Аристарх Самоський відкриває – іншого слова і не підбереш! – що Земля крутиться навколо Сонця. І що ж? Він для нас – «Коперник давнини». А ось Коперник ніяк не «новий Аристарх». Чому? Традиція. Якщо ти народився в IV столітті до нашої ери, тобі в кращому випадку відводиться роль чарівника та творця хоча і вірної, але все ж «химерної» системи, якщо ж в XVII чи XVIII столітті нашої ери – видається патент на відкриття. У світлі цієї дивної традиції у Колумба, мабуть, було не так вже багато шансів на патент. Адже навіть Америку довелося йому проштовхувати під видом Індії. І не встиг він перейти в кращий світ, як всі заторохтіли про всяких вікінгів та фінікійців. Мовляв, що ви знаходите в цьому Колумбі? Він же не перший доплив до Америки. І прізвище в нього, між іншим, не Колумб. Ну, і так далі.

Що стосується суворої науки, в даному випадку психології творчості, то і випадок з Менделєєвим, і випадок з Колумбом вона відносить до рубрики «поглиненість основним завданням». Там же ми виявляємо історію винаходу офтальмоскопа.

Німецький фізіолог Брюкке зацікавився одного разу тим, як сітківка ока відображає світло, і сконструював прилад для її висвітлення. А другий фізіолог, Гельмгольц, готуючи цей прилад для демонстрації студентам, зміркував, що промені, відбиті сітківкою, можна використовувати для того, щоб розгледіти її. Він змонтував декілька дзеркал, керуючих ходом променів, і додав лінзу, формуючу зображення. Чому сам Брюкке не додумався до цього? Гельмгольц пише, що Брюкке не задавався питанням, яке зображення утворюють промені, які виходять з ока, освітленого пучком світла. Для нього це не представляло інтересу. Але зацікався він цим, він міг би досягти такого ж результату, як і він, Гельмгольц. Чи можна звинувачувати Брюкке в сліпоті? Це все одно, що звинувачувати Менделєєва в забудькуватості. У мозку не буває відразу декількох домінант. Будь Гельмгольц на місці Брюкке, і він би міг не додуматися до офтальмоскопа.

Все життя Майкл Фарадей шукав взаємозв’язок між різними фізичними явищами. В пошуках зв’язку між світлом і магнетизмом він відкрив обертання площини поляризації світла в намагнічених тілах. Він намагався знайти залежність між тяжінням і електрикою. Він писав, що різні форми, в яких проявляються сили матерії, «можуть як би перетворюватися один в одного». Залишалося дописати фразу. Але фразу він не дописав. Її «дописали» Майер, Гельмгольц та інші, Фарадей же не прийняв закону збереження енергії. «Як можна писати про збереження сили, – обурювався він з приводу «фрази» Гельмгольца, – якщо вона змінюється в чотири рази, а відстань всього в два?» Він не врахував однієї фізичної тонкощі і просто помилився. Просто, без всякої психологічної підоснови.

Підгрунтя було в Ампера, який втратив можливість відкрити електромагнітну індукцію, хоча і стояв на порозі відкриття. Розбирав його помилку в роботі «Підкорення світу атомів» Луї де Бройль. Майже завжди в подібних випадках, каже він, відкриття не робиться тому, що у того, хто міг би його зробити, існує упереджена ідея, яка заважає йому бачити речі в правдивому світлі. Ампер не відкрив індукцію тому, що намагався пов’язати електричні явища з наявністю магнітного поля, а треба було пов’язувати їх зі змінами магнітного поля. У Фарадея на цей рахунок упереджених ідей не було, і він випередив Ампера.

А чому не прийшов до теорії відносності математик Анрі Пуанкаре? Адже він прекрасно знав все, на що спирався Ейнштейн. Пуанкаре, на думку де Бройля, скептично ставився до фізичних теорій, вважаючи, що існує незліченна безліч різних, але логічно східних точок зору, і вчений вибирає одну з них лише для зручності. Це завадило йому зрозуміти, що серед них є й такі, які близькі до фізичної реальності. Інакше кажучи, причина випадкового невідкриття може коренитися в складі розуму і особливому характері сприйняття світу. Непрямим чином це підтверджують сьогодні ті, хто все ще бореться з «єврейською фізикою» і або доводить, що теорія відносності невірна, або стверджує, що відкрив її Пуанкаре. Чи читали вони де Бройля? Цілком можливо. Якщо упереджена ідея народилася раніше тебе, начитаність не має ніякого значення.

У своїй книзі про психологію винаходів в області математики Жак Адамар розповідає, чому і він, «слідом за Пуанкаре», не створив теорію відносності, хоча теж знав всі факти. Ціла глава присвячена у нього розбору зроблених помилок, промахів і упущень, в результаті яких, познайомившись з перетвореннями Лоренца – основою теорії відносності; – він уявив, що ті «позбавлені фізичного сенсу». Він думає, що його помилки сталися або через надмірну поглиненість одним завданням, що заважала йому бачити далі власного носа, або, навпаки, через розкиданість, коли він без особливих причин зраджував обраному напряму. Вчений, каже Адамар, зобов’язаний завжди триматися золотої середини, розподіляючи свою увагу так, щоб бути завжди готовим побачити нове. Єдине, чим він може втішатися, це тим, що і генії скоюють нез’ясовні промахи.

Він має на увазі Паскаля, який в трактаті «Мистецтво переконувати» висунув дві фундаментальні логічні тези, але не здогадався розташувати їх поруч. Здогадайся він це зробити, вважає Адамар, і революція в логіці відбулася б на триста років раніше, ніж це сталося.

“Триста років! Втім, це не єдиний випадок. Лінзи для окулярів винайшли в 1280-1285 роках, а телескоп близько 1590 року. Три століття знадобилося для того, щоб здогадатися розташувати лінзи одну за одною. Телескоп так сильно запізнився тому, що математики і філософи поставилися до лінз досить скептично. Вони міркували так: раз за допомогою лінз можна побачити предмети більш близькими або більш далекими, а іноді перевернутими чи навіть деформованими, то краще утриматися від їх вживання, щоб не вводити себе в оману. Як це не дивно (знову упереджена ідея!), в ті часи зору довіряли лише остільки, оскільки його показання підтверджувалися дотиком.

Ставлення до зору, а тим більше до оптичних інструментів, стало змінюватися не так вже давно, на початку XVII століття, і в цьому величезна заслуга Галілея, який відкрив за допомогою телескопа супутники Юпітера. Дивно сьогодні читати деякі листи Галілея. Відповідаючи своїм противникам, які пояснювали відкриття гір на Місяці, плям на Сонці і супутників Юпітера вадами в підзорній трубі, Галілей докоряє їм в надмірній недовірі до органів чуття і інструментам для спостереження. Інструменти, доводить він, можуть і не спотворювати нашого сприйняття. Щоб погодитися з цим, знадобилася ціла психологічна ломка серед «наукової громадськості», від якої Галілей зазнав не менше, ніж від святої інквізиції.

До речі, про інструменти. Хтось помітив, що якби у Тихо де Браге, знаменитого данського астронома, були інструменти дещо більш точні, то Кеплеру, Галілею і Ньютону нічого було б робити. Це було б жахливо. Психологія творчості позбулася б свого стрижня – легенди про яблуко. А що було б, якби Колумб, забувши про трудовий конфлікт, не встояв перед спокусою і вирішив спочатку відкривати біоритми, а вже потім Америку? Наслідки цієї катастрофи неможливо собі уявити. Ні, хай вже краще історія наук рясніє «випадковими невідкритями» і навіть упередженими ідеями. Нехай кожен відкриває те, що йому призначене, і все йде, як йшло, своєю чергою.

Автор: С. Іванов.