Подводные камни

Господь Бог изощрен, но не злонамерен.

Надпись на камине у Эйнштейна

Подводные камни

Нильс Бор сказал: "Специалист - это тот, кто знает некоторые привычные ошибки в данной области и умеет их избегать".

Поговорим о самых распространенных и существенных психологических ошибках, затрудняющих научную работу.

"Важнее как размышлять, чем о чем размышлять" (И.-В. Гёте)

На первой стадии работы, когда надо раздуть пламя, которое вот-вот погаснет, поиски доводов, подтверждающих принятую точку зрения, иногда необходимы. Но как только работа начала оформляться, успокаивающие соображения приносят только вред. И главной становится задача найти опровергающие факты. Доводы "за" находятся сами собой, без сознательных усилий.

Стремление обязательно сделать открытие очень часто приводит к выискиванию успокоительных аргументов и даже к невольной подтасовке фактов.

Вот случай, когда ничтожная недобросовестность в обработке экспериментальных данных, накапливаясь, привела к совершенно неправильному результату. Изучалось распределение по энергиям числа альфа-частиц, вылетающих из ядер при альфа-распаде.

Или, иными словами,- энергетический спектр альфа-частиц. Он состоит из резких максимумов. Нетрудно сообразить, что разница между энергиями максимумов дает возможные значения энергии возбуждения ядра, получающегося после альфа-распада (дочернее ядро).

В эксперименте обнаружились равностоящие по энергии группы альфа-частиц. Это означало, что одинаковы интервалы между соседними энергетическими уровнями дочернего ядра. Результат был полной неожиданностью и противоречил существующим

представлениям о структуре ядра.

Экспериментаторы попросили теоретиков дать объяснение. Это был один из тех редких случаев, когда можно гордиться, что теорию не удалось построить - дальнейшая проверка не подтвердила полученного экспериментаторами результата. Оказалось, что в начале измерений случайно получились кривые с равноотстоящими энергиями альфа-частиц. Необычный результат так взволновал экспериментаторов, что каждый раз, когда он не подтверждался, они проверяли напряжение в сети, и если оно отличалось от нормы, отбрасывали результат измерений. Такая проверка делалась только при получении нежелательного результата. Благодаря большой статистике небольшая дискриминация привела к равноотстоящим с большой точностью значениям энергии альфа-частиц. Случилось это в лаборатории экспериментатора, завоевавшего себе имя добросовестными работами, а в этом случае потерявшего контроль над действиями менее опытных сотрудников. Не бывает добросовестности первого или второго сорта, добросовестность одна - безупречная. Как говорил Воланд в "Мастере и Маргарите" Булгакова: "...свежесть бывает только одна - первая, она же и последняя".

Признаки "великого открытия"

Стремление во что бы то ни стало сделать открытие, совершить переворот в науке часто уводит человека за пределы его реальных возможностей и порой кончается грустно, а то и трагически. Известно, что физические институты выделяют дежурных сотрудников для ответов авторам "великих открытий". Эти "открытия" имеют общие черты:

1. Перевороту подвергается не какой-либо один вопрос, а сразу все результаты современной науки.
2. Автор не имеет профессиональных знаний в данной области.
3. Никогда не цитируются современные научные работы, по-видимому, потому, что автор с ними незнаком.
4. Авторы заявляют, что их работа - плод многолетних усилий, однако видно, что время потрачено не на математические выкладки, не на эксперименты и даже не на анализ известных фактов, а лишь на самоуспокоение.
5. Никаких других работ меньшего масштаба у автора не было.

По этим признакам работа "зановообоснователя" и "основополагателя" (терминология, введенная для таких случаев еще Вольфгангом Паули) безошибочно распознается независимо от деталей. Между тем истинный переворот в науке непосредственно затрагивает сравнительно узкую область явлений и происходит на прочной основе имеющихся достижений науки, всех остальных областей. Современная наука так специализирована, что требует громадного арсенала технических знаний, которые приобретаются длительной, упорной, добросовестной работой.

К сожалению, иногда подобные "труды" находят поддержку людей с учеными званиями и публикуются в статьях и книгах. Сторонники научных сенсаций, несмотря на свои степени и звания, имеют такое же малое отношение к науке, как и авторы "открытий". Было бы хорошо, если бы редакторы, не имеющие достаточной научной квалификации, руководствовались в своих оценках списком признаков "великого открытия".

Суеверия и легенды

Недостаточно строгая обработка статистических данных неизбежно приводит к ошибкам и возникновению суеверий. Каждый человек переживал что-то необычное, что надо было бы объяснять телепатией. Но до сих пор, как мы уже говорили, не существует серьезного ее доказательства. Несмотря на многолетние поиски, нет экспериментов, которые с убедительной статистикой давали бы повторяющиеся результаты. Но та же самая научная добросовестность не позволяет утверждать, что телепатии не существует. Можно только сказать, чго явление не обнаружено и поэтому его существование маловероятно.

Суеверия и легенды

Наш разговор начался с того, как труден переход от догадок к достоверной научной истине. С мучительными усилиями, двигаясь шаг за шагом, как альпинист по отвесной стене, ученый добывает истину.

Всех людей, хоть сколько-нибудь причастных к науке, огорчил фильм "Воспоминание о будущем". С необычайной легкостью из фактов, имеющих десятки простых объяснений, делается заключение о следах астронавтов, прилетевших на Землю с других планет. Схема подтасовки фактов следующая: если на старинном изображении у человека на голове горшок, то это шлем астронавта, а если горшка нет - то он упал при торможении космического корабля, на котором этот астронавт прилетел. Авторы не задаются вопросом, почему астронавты с других планет должны быть похожи на наших, почему их снаряжение должно быть похоже на земное, и так далее, но главное не в этом. Авторы фильма не понимают или делают вид, что не понимают, какая громадная разница между догадкой, даже правдоподобной, и достоверно доказанной истиной, когда категорически исключены все возможные объяснения, кроме одного.

Есть и более серьезные примеры "суеверий" - распространенных заблуждений, возникших без достаточных оснований. Представление о тепловой энергии как о некой жидкости (теплород), перетекающей от нагретого тела к холодному, было неизбежным и плодотворным, но после создания кинетической теории газов теплород перешел в разряд суеверий, как и эфир прошлого века после создания теории относительности.

В XX веке научные заблуждения если и возникают, то держатся очень недолго. Однако и в наши дни сохранили значение слова немецкого физика и философа XVIII века Георга Лихтенберга: "Не грубые заблуждения, а тонкие неверные теории - вот что тормозит обнаружение научной истины".

Надо ли понимать заранее?

Существует заколдованный круг, из которого, кажется, нет выхода: нельзя сделать научную работу без ясного понимания, но ясное понимание возникает только в конце (и то не всегда). В этом одна из главных трудностей научной работы. В каждой сделанной работе преодолевается это противоречие. Происходит это обычно не скачком - по мере понимания исследование продвигается вперед, что, в свою очередь, позволяет продвинуться и в понимании.

Часто в начале работы откладываешь нерешенные вопросы или задачи, которые обязательно нужно решить, но которые пока не мешают продвинуться дальше. Иногда листок с большим перечнем таких задач теряется среди бумаг. Когда он снова находится, с удивлением видишь, что почти все неясные места прояснились сами собой при решении основной задачи.

Стремление с самого начала понять все до конца, а потом уже работать - частая причина неудач. Однако есть люди, которые по своему складу не способны блуждать в потемках, работать без полного понимания. С такими научными работниками крайне полезно обсуждать работы. Трудно переоценить их роль в развитии науки - она гораздо больше, чем можно заключить, изучая их собственные труды, как бы значительны они ни были. Очень хороший физик с даром глубокого понимания, ныне покойный профессор Илья Миронович Шмушкевич принадлежал к этому типу. Каждый из знавших его стремился в конце или даже в середине работы услышать его критику. Это называлось "пропустить через Шмушкевича". После такой операции все сомнительные и недодуманные места выступали наружу. Если же работу удавалось "пропустить" без замечаний - значит, все в порядке.

В более завуалированной форме нелюбовь к блужданию в потемках проявляется в желании делать только достоверные работы. Как недостоверные отбрасываются все исследования, которые нельзя сделать без необоснованных, но правдоподобных предположений. Эта черта иногда вредит даже физикам самого высокого класса. Эйнштейн писал в некрологе, посвященном очень глубокому физику Паулю Эренфесту: "Он постоянно страдал от того, что его способности критические опережали способности конструктивные".

"Служенье муз не терпит суеты..." (А. С. Пушкин)

Противоположный недостаток - желание "схватывать на лету", угадать результат, минуя процесс понимания. Назовем его "вундеркиндством". Воспитание или самовоспитание научного работника должно начинаться с полного устранения всех следов вундеркиндства. Ландау, которого отличала поразительная широта охвата всех областей физики и совсем уже поразительная скорость мысли, никогда не допускал никаких проявлений вундеркиндства, а старался довести вопрос до полной ясности, до предельной простоты. И говорил шутя: "Я - гениальный тривиализатор".

Существует замечательное явление - глубокая научная мысль выигрывает от упрощения. В искусстве - наоборот, законченное произведение не может быть упрощено, попытка упрощения уничтожит образ. Слова "Пьяной горечью Фалерна чашу мне наполни, мальчик!" после упрощения превращаются в просьбу: "Мальчик, налей-ка мне вина". Можно анализировать элементы, которые создают очарование, но образ произведения искусства нельзя свести к элементам, он воспринимается как целое. В науке сведение к элементам возможно.

Поиски истины

До понимания значительных явлений в искусстве нужно подняться, дорасти, а достижения науки можно "опустить", сделать доступными для "пешеходов". Это требует таких же творческих усилий, как и научная работа. Поэтому многие глубокие научно-популярные книги, написанные выдающимися учеными, дают не меньший толчок развитию науки, чем их оригинальные работы. Чтение таких книг иногда требует больших усилий, но зато в них не обходятся трудные места и упрощение не переходит в вульгаризацию.

В научной работе не должно быть спешки и суеты, но недостаточно активная работа не только отнимает много времени, но малоэффективна. Впрочем, это относится ко всем видам человеческой деятельности.

Еще одна психологическая черта, которая мешает творчеству,- вера в собственную непогрешимость. Конечно, нельзя сделать ничего серьезного без веры в свои силы. Но убеждение в непогрешимости приводит только к тому, что научный работник, раз выбрав неверное направление, будет упорно его держаться.

Должна быть найдена правильная мера уверенности и сомнения, колебания и непреклонности, гибкости и несгибаемости.

Сколько ангелов поместится на кончике иголки?

Часто работа тормозится обсуждением антинаучных или вненаучных проблем. Иногда антинаучность видна сразу, как в схоластических спорах об ангелах на кончике иголки или когда спор касается не существа дела, а терминологии. Но очень часто вненаучность не так уж очевидна.

Имеет ли научный смысл, например, утверждение, что рядом с нашим миром есть еще один, но мы его не замечаем, потому что он не взаимодействует с нашим? Способа проверить это утверждение нет - значит, оно лежит вне науки.

Можно ли сомневаться в правильности, скажем, квантовой механики? Конечно, нет таких истин, в которых нельзя усомниться, но лучше не делать этого без достаточных оснований - без бережного отношения к хорошо установленным истинам наука не могла бы развиваться.

Квантовая механика и теория относительности особенно часто подвергались ненаучной критике. Чаще всего она сводилась к попыткам иначе объяснить явления, уже предсказанные и объясненные прежними теориями.Но покуда не указаны эксперименты, позволяющие доказать справедливость новой точки зрения или ошибочность старой, обсуждение не относится к области науки и в лучшем случае может иметь только педагогическую ценность.

Поиски истины

Есть безусловный критерий различия научных и ненаучных вопросов. Ненаучными называются все утверждения, которые не допускают хотя бы принципиальной проверки. Этот критерий вытекает из "принципа наблюдаемости", о котором шла речь в главе "Инструменты познания". Должна быть не обязательно реальная, но хотя бы мысленная возможность проверки. Объектом изучения может быть теория, возможно, и не описывающая наш мир, но логически допустимая, как, скажем, геометрия Лобачевского. Ее можно назвать научной, если следствия теории можно проверить мысленно, делая опыты в том воображаемом мире, который она описывает, или, короче,- если она приводит к определенным соотношениям между входящими в нее величинами.

Приведем в пример концепцию божества. Если бог представляется субстанцией духовной, не влияющей на законы природы, тогда его существование не проявляется в виде наблюдаемых соотношений, и, следовательно, такой бог согласно принципу наблюдаемости - понятие вненаучное. Но если мы подразумеваем материальную силу, влияющую на законы природы,- это понятие нужно включить в сферу естественных наук. Ученый может только повторить мысль Пьера Лапласа - пока нет экспериментальных данных, требующих такого включения,- все известные законы природы удавалось объяснить без введения каких-либо сторонних воздействий.

Воздайте гениям по заслугам!

Любовь к науке немыслима без глубокого уважения к духовному подвигу предшественников.

Как же объяснить распространенное желание обнаружить недостатки гения - выискивать ошибки, приписывать заимствования, умалять значение работы?

Разумеется, иногда гениальные творения и их авторы критикуются по политическим или националистическим причинам - вспомним критику теории относительности фашистами и их последователями. Но мы говорим не об этом - этому нет оправдания, но есть хотя бы объяснение.

Гораздо труднее объяснить психологическое явление - стремление принизить гения, распространенное не только в широкой публике, но и в кругу людей, считающих себя специалистами.

Став благодаря бойкости кисти модным живописцем, гоголевский Чартков из повести "Портрет" "...утверждал, что прежним художникам уже чересчур много приписано достоинства, что все они до Рафаэля писали не фигуры, а селедки; что существует только в воображении рассматривателей мысль, будто бы видно в них присутствие какой-то святости; что сам Рафаэль даже писал не все хорошо и за многими произведениями его удержалась только по преданию слава; что Микель-Ан-жел хвастун, потому что хотел только похвастать знанием анатомии, что грациозности в нем нет никакой...".

Сколько мучительных переживаний доставалось при жизни Галилею, Пушкину, Вагнеру, Больцману, Лобачевскому; сколько душевных сил нужно было потратить Эйнштейну на защиту от нелепых придирок и обвинений! Казалось бы, современники должны радоваться, что рядом с ними кто-то пишет роман, делает открытие, создает симфонию, но именно это вызывает раздражение людей, зараженных такой болезнью.

"Знатоки" не оставляют в покое великих творцов и после их смерти. Кому только не приписывается авторство шекспировских сонетов и трагедий - от Фрэнсиса Бэкона до королевы Елизаветы; "музыковеды" заявляют, что "Реквием" написал не Моцарт, а его ученик; скульпторы делают портреты великих ученых, изображая их тупыми коротконогими уродцами...

Особенно часто таким нападкам подвергались работы Эйнштейна по частной и общей теории относительности (теории тяготения). Почти все историки науки видят в теории тяготения редчайший пример великого открытия, сделанного одним человеком. Когда все физические идеи были до конца сформулированы, великий немецкий математик Давид Гильберт уточнил эйнштейновские уравнения. Эту же поправку одновременно сделал и сам Эйнштейн. Гильберт ясно понимал, как скромна его роль в создании этой теории. Но находится "историк науки", который заявляет, что в завершении теории важную роль сыграл Гильберт. Другой говорит об Эйнштейне: "Науке очень полезны проницательные умы, способные довести до конца идеи, носящиеся в воздухе..."

Занимаясь историей науки, "знаток", принижающий гениев, говорит о великих открытиях как о чем-то обычном, обыденном. Он пытается создать представление, что открытия не возникают в результате мучительных усилий и озарений, а "становятся известными" сразу всем. Сохраняя факты, он, по существу, искажает историю, осуществляя свою, быть может, неосознанную задачу - принизить величие и поэзию научного подвига.

Что же это такое, чем вызвана болезнь - завистью, стремлением к самоутверждению, манией величия?..

Разумеется, можно возразить, что досужие домыслы проживут недолго. Эйнштейн останется Эйнштейном, Моцарт - Моцартом, но неуважение к высоким подвигам человеческого духа может заразить молодых, начинающих свой творческий путь людей жестоким ядом нигилизма.

Не нужно слепо преклоняться перед авторитетом, но нужно чтить память о людях, пришедших к великим свершениям, чтобы стали возможны свершения будущие.

"Вижу бороду, но не вижу философа" (Французская пословица)

Еще одна опасность на пути занимающихся наукой - "старение". Это слово стоит в кавычках, потому что оно не имеет отношения к возрасту. Начинается "старение" незаметно и может поразить 30-летнего человека. Очень заманчиво передать всю техническую работу помощникам, чтобы освободить себе время для более важных научных дел. Постепенно передаются и вычисления, и даже часть размышлений. Этого делать нельзя, как нельзя общаться с любимым человеком через третье лицо. Люди среднего поколения, интересующиеся живописью, хорошо помнят гигантские холсты, покрывавшие стены выставочных залов в первые послевоенные годы. Эти картины писались "бригадным методом" - иногда площадь холста делилась на квадраты и прямоугольники, и каждый художник работал над своим куском; иногда "разделение труда" заходило еще дальше - один писал лица, другой - мундиры, третий - знамена... Под большинством картин стояли имена известных художников, но ни одно из них, к счастью, теперь нигде не появляется.

Как только научный работник перестает работать своими руками, делать измерения, если он экспериментатор, вычисления, если он теоретик, начинается "старение" независимо от возраста и чина. "Стареющий" теряет способность удивляться и радоваться каждому малому шагу, не жаждет больше учиться; вместе с чванством и важностью возникает стремление решать только мировые проблемы. Число публикуемых за единицу времени работ при этом резко возрастает. Ему кажется, что все его советы необычайно ценны и непогрешимы; что ему достаточно провести полчаса в неделю около каждой установки, чтобы сделаться соавтором работ. Оговоримся: в некоторых случаях совет квалифицированного и опытного человека может оказать решающее влияние на ход работы. Иногда совет может оказаться настолько ценным, что дает право на соавторство. Но это исключение; участие в большом количестве публикаций - настораживающий признак. И очень часто не только не вызывает уважения, но дает повод для насмешек. Как это объяснить самому пострадавшему? И вообще, как объяснить недопустимость слишком большого числа работ у любого научного работника? Может быть, следует изгнать неудачный анкетный вопрос о числе научных работ, заменив его вопросами: какие оригинальные результаты получены; какие научные вопросы разрешены благодаря вашим работам; или, если уж обязательно нужна цифра,- сколько имеется ссылок на ваши работы?

Поиски истины

Помимо засорения научных журналов, необузданное писание создает нездоровую атмосферу дешевого успеха, чуждого задачам науки. Постепенно уменьшается чувство ответственности, исчезает желание взвешивать каждое слово в статье, чтобы не сделать ошибочного утверждения. Рождается успокоительная мысль, что, несмотря на ошибки, неправильная работа часто указывает верный путь...

Понемногу научное содержание сменяется рассуждениями общего характера, увеличивается описательная часть статьи и уменьшается количество формул. Отсутствие новых мыслей автор пытается скомпенсировать остроумными замечаниями. Когда он делает попытку вернуться к работе, он способен лишь на замечания о работах, уже сделанных другими. Особенно ост-

рый характер это заболевание приобретает, когда научный работник внезапно оказывается на высоком административном посту. Тогда к его научным высказываниям прибавляется самоуверенность, пропорциональная административным возможностям. Каждый знает примеры подобных научных судеб. Такая деятельность не может заменить радости подлинной творческой работы, и чаще всего рождается глубокое, иногда скрытое чувство неудовлетворенности. Такова расплата за пренебрег жение научным трудом.

Механизм "старения" в художественном творчестве схож с описанным процессом. Художник - вспомним снова гоголевского Чарткова - может стать "стариком" в самом начале своей блестящей карьеры; но великие мастера - Леонардо, Тициан, Пикассо - доживали до преклонных лет, создавали прекрасные, мудрые произведения, не задумываясь обращались к новым средствам, отказываясь от давно найденного, безотказного пути.

В интересной книге В. Полынина "Мама, Папа и Я", посвященной генетике, говорится: "Удивительный норов у науки, любит она молодежь...", и дальше: "...ей предпочтительнее легкомысленный путаник, но одержимый духом бунтаря и ниспровергателя..." Очевидно, что человек с такой психологической характеристикой ни в каком возрасте ничего значительного и даже просто полезного не сделает в науке.

Я думаю, что успех в науке связан не с возрастом, а с определенным характером способностей, с определенным психологическим типом. Эти свойства не обязательно ухудшаются с годами.

Но как же быть с тем несомненным фактом, что большая часть важных открытий сделана молодыми людьми? Из этого статистического наблюдения делают вывод, что значительные работы в математике или теоретической физике можно сделать лишь до тридцати лет.

По-моему, это распространенное заблуждение - результат неправильного анализа статистических данных.

Статистика означает только, что есть коррелятивная, сопутствующая связь между возрастом и научным успехом, но отсюда отнюдь не следует, что эта связь неизбежная, вытекающая из логики научной работы.

Многие покидают науку по внешним причинам, действие которых часто, но не обязательно усиливается с возрастом: семейные заботы, болезни, самоуспокоение.

Научная работа - тяжелый труд, и многие его не выдерживают, уходят в более легкие области.

Действительно серьезная, но преодолимая трудность состоит в том, что ученому приходится перестраивать систему взглядов, стиль работы, а иногда и свой психологический склад с каждым большим открытием. В некоторых случаях это легче сделать молодому человеку, не обремененному грузом установившихся представлений. Вместе с тем привычка к гибкости мысли, порождаемая опытом научной работы, может скомпенсировать это преимущество начинающего. Во всяком случае, индивидуальный разброс способности воспринимать новое значительно превышает те изменения, которые в среднем появляются с возрастом. Поэтому предельный возраст для занятий наукой не может быть установлен статистически, а определяется индивидуальными особенностями ученого.

Самая главная причина раннего старения состоит, на мой взгляд, в том, что очень часто, достигнув успеха в раннем возрасте, научный работник заболевает желанием получать и дальше результаты не меньшего значения, теряет бескорыстную способность радоваться "малым открытиям", радоваться повседневной работе, без которой не существует научной работы. И тогда он рано или поздно проделывает только что описанный грустный путь перерождения.

Думаю, что тот, кто ясно понимает причины раннего старения, может уничтожить свой возрастной барьер. Впрочем, я неравнодушен к этому вопросу и, отстаивая интересы своего возраста, могу заблуждаться.

Поиски истины

Одно бесспорно: когда человек, преданный науке, чувствует ослабление фантазии, творческих способностей, связанное с возрастом или болезнью; когда еще можно работать, но не так интенсивно, остается единственный достойный выход - помогать своим ученикам и гордиться их работами, как гордится рекордами своих воспитанников спортивный тренер, который сам был чемпионом.