Знает доктор наш Гаспар.
Ю. Олеша. «Три толстяка»
О научном творчестве стоит немного поговорить хотя бы для того, чтобы отчётливее увидеть, как реализуется в жизни эвристический акт, как осуществляется «наше эмоциональное заинтересованное личностное участие в поиске и приобретении знаний…интеллектуальный порыв» (М. Полани), результатом которого становятся Понимание, Осмысление и Знание.
Труд учёного — творческий, поскольку непрерывно меняет наше видение мира, то уточняя детали отдельных явлений, то ломая целиком всю устаревшую систему наших представлений о мире. Радость мышления, счастье открытия, эстетическое чувство красоты полученных результатов — эмоциональные компоненты эвристического действия, необратимо меняющего как каждый индивидуальный интеллект, так и общемировой фонд знаний и идей.
Интеллектуальные акты эвристического типа создают некоторое приращение знания, и именно в этом смысле они необратимы, в то время как следующие за ними рутинные действия совершаются внутри уже существующего массива знания и потому обратимы
[59]
.
Ощущение интеллектуальной гармонии способно вести нас к познанию реальности, порождая не просто веру, но убеждённость в истинности и глубине результатов мыслительного процесса. Научные открытия достигаются страстными и напряжёнными усилиями сменяющих друг друга поколений великих людей, которые сумели покорить всё человечество силой своих убеждений, поскольку «интеллектуальное усилие, приведшее к открытию и руководившее его верификацией, преобразуется в энергию убеждения, утверждающую истинность этого открытия» (М. Полани).
Шаги творения
Как можно описать ход научного исследования? Основная его ткань — это «фантазия, в которую вплетены нити рассуждения, измерения и вычисления», как сказал знаменитый биофизик А. Сент-Дьёрди. Один из величайших математиков XX века Анри Пуанкаре выделил в научном творчестве четыре стадии: подготовку, вызревание, озарение и проверку.
✓ Подготовка — стадия, на которой главную работу выполняет сознание, вооружённое Логикой и Анализом и ведомое Сомнением и Предчувствием Гармонии (о последнем оно может и не догадываться). При этом, как говорил Эйнштейн, творческий интеллект выискивает (среди множества эмпирических фактов) то, что может повести в глубину, и отбрасывает всё остальное — то, что перегружает ум и отвлекает от существенного.
✓ Затем, когда сознание сформулирует необходимость постройки нового мостика в область неведомого, можно предоставить всё дело подсознанию. На этапе вызревания мозг совершает огромную работу, мгновенно — и, похоже, хаотически — создавая, проверяя и отбрасывая всё новые конструкции мостиков, ведущих к островкам в архипелаге неизвестного ещё знания. Этот этап А. Эйнштейн называл «интуитивным прочувствованием фактов».
✓ В конце концов на какой-то вариант твёрдо и недвусмысленно укажет Предчувствие Гармонии — и это будет озарение.
? Затем вновь всё возьмёт в свои руки сознание и будет тщательно — не поддаваясь радостной и наивной уверенности интуиции — проверять и перепроверять надёжность конструкции, заодно устанавливая, к какому именно острову ведет мостик, и нет ли от него дороги ещё куда-нибудь.
Конечно, такое перечисление этапов выглядит несколько пафосным. Более строго дедуктивный метод формулируется так.
1. Опыт. Результат опыта следует осмыслить и найти уже известные объяснения. Если эти объяснения неудовлетворительны, переходим к шагу 2.
2. Формулируем гипотезу, новое объяснение. Полезно изложить его кому-то другому или постараться записать.
3. Сделаем возможные выводы. Если гипотеза (шаг 2) истинна, что из неё следует с точки зрения логики?
4. Проверка (верификация). Ищем факты, противоречащие каждому из выводов (см. шаг 3), чтобы опровергнуть гипотезу (шаг 2).
Галилео Галилей для объяснения законов падения предлагал известный мысленный эксперимент (гипотезу), однако без экспериментов с шарами, бросаемыми с Пизанской башни он не смог бы обосновать свои предположения и завершить трактат «Беседы и математические обоснования двух новых наук, касающихся механики и законов падения».
Шаги метода можно выполнять по порядку — 1, 2, 3, 4. Если по итогам шага 4 выводы из шага 3 выдержали проверку, можно продолжить и перейти снова к 3-му, затем 4-му, 1-му и так далее шагам. Но если итоги проверки из шага 4 показали ложность прогнозов из шага 3, следует вернуться к шагу 2 и попытаться сформулировать новую гипотезу («новый шаг 2»), на шаге 3 обосновать на основе гипотезы новые предположения («новый шаг 3»), проверить их на шаге 4 и так далее. Справедливо говорится: научный метод не может доказать истинность гипотезы (шаг 2). Метод позволяет лишь доказать ложность этой гипотезы. Именно поэтому происходит возврат к шагу 2.
Великий физик Ричард Фейнман отметил: «У нас всегда есть возможность опровергнуть теорию, но, обратите внимание, мы никогда не можем доказать, что она правильна. Предположим, что вы выдвинули удачную гипотезу, рассчитали, к чему это ведет, и выяснили, что все её следствия подтверждаются экспериментально. Значит ли это, что ваша теория правильна? Нет, просто-напросто это значит, что вам не удалось её опровергнуть».
Вот те, кто работал в рамках такой схемы, действительно достиг вершин в науке своего времени. Например, Абу Али ал-Хасан ибн ал-Хайсам ал-Басри — выдающийся арабский учёный-универсал (965–1039 гг.) Занимая в Басре должность визиря, он оставил этот высокий пост, когда понял, что на самом деле его интересует лишь наука. Халиф Египта ал-Хаким пригласил ученого реализовать проект регулирования вод Нила, построив плотину ниже Асуана — это была идея самого Ибн ал-Хайсама. Однако, убедившись, что проект осуществить невозможно (в то время), учёный был вынужден притвориться сумасшедшим, ибо халиф был намерен казнить его. Каково? Во все времена инакомыслие пряталось в одежды слабоумных и юродивых…
Впрочем, после смерти халифа Аль — Хазен (так его называли в средневековой Европе) жил в почёте в Каире до самой смерти, написав почти сотню научных трактатов, из которых 89 посвящены математике, астрономии, оптике и механике. Для нас существенно, что Ибн ал-Хайсам сочетал в своих научных занятиях тщательные эксперименты со строгими математическими доказательствами. В его честь назван кратер на Луне. Ученый пытался доказать 5-й постулат Евклида, получил формулы для суммы последовательных квадратов, кубов и четвёртых степеней и другие формулы для сумм рядов, почти обосновал появление интегралов. Занимаясь оптикой, Ибн ал-Хайсам выдвинул теорию, согласно которой «естественный свет и цветные лучи влияют на глаз», а «зрительный образ получается при помощи лучей, которые испускаются видимыми телами и попадают в глаз». А вот ещё: он высказал предположение о конечности скорости света! Гений? Пожалуй. Вот только знаний на тот момент не хватало, чтобы сформулировать основные положения специальной теории относительности, и Майкелсон с Морли ещё не родились.
