Примеры из истории высокой науки можно дополнить иллюстрациями вполне обыденными. Ведь мысленный эксперимент возможен и во вполне бытовых условиях. Например, я в своё время работал в районе Политехнического музея в Москве. Мне надо было часто ходить через Старую площадь — к улице Солянке и обратно. В сквере две дорожки — формально совершенно равноценные. Выбор между ними мог со стороны показаться задачей в духе Буриданова осла. Но если сами дорожки одинаковы, то автомобили вокруг сквера движутся по-разному: с одной стороны вверх по скату, с другой — вниз. Достаточно поставить себя на их место, чтобы понять: машина, идущая вверх, газует куда сильнее — значит, с дальней от центра стороны площади выхлопных газов значительно больше, и гулять здоровее по дорожке, что ближе к центру.
Такое рассуждение выглядит достаточно простым. Но именно поэтому вести мысленные эксперименты можно в любых условиях, почти непрерывно. Голова должна работать постоянно. Тем более что тренировка в мысленном эксперименте ещё и очень приятна.
Потренируемся? Итак, вопрос: «Произойдёт ли затопление материков, если в результате глобального потепления все льды, плавающие в Мировом океане, растают?» Первое ощущение — нет же никаких необходимых для решения задачи данных и слишком большая неопределённость в формулировке задачи: «А сколько льда плавало? В каких широтах? На сколько высоко поднялась температура нижнего слоя атмосферы?». На эти вопросы ответа нет. Но чем больше неопределённость, тем больше свободы для мысленных экспериментов. Поставим мысленно сосуд с водой, где плавает кусок льда, на весы. Пусть стенки сосуда будут достаточно прочными, невесомыми и плотно прилегают к поверхности чаши весов, а дно сосуда отсутствует — вода непосредственно опирается на чашу весов. Но давление воды на чашу не изменится, даже если весь лёд в воде растает — ведь вес содержимого сосуда останется прежним. Так что чаше безразлично, что происходит в сосуде — плавает кусок льда или уже давно растаял. Значит, не меняется и уровень воды в сосуде, так как давление пропорционально высоте столба воды.
На самом деле всё не так просто. Ведь Земля — планета, а не банка с водой и даже не блин на слонах, китах и черепахе. Толщина мирового океана в разных частях планеты (и даже в соседних областях одного и того же моря) отличается, тогда как в идеализированной модели сосуда до дна в любой точке поверхности воды одинаковое расстояние. Земля имеет ядро: оно, судя по всему, не находится точно по центру планеты, а напоминает яичный желток. Вокруг не вполне круглой планеты Земля двигается ещё и Луна, влияя своим тяготением на приливы и отливы. Так что если средний уровень воды в океанах Земли и не изменится от таяния всех айсбергов, плавающих в них, то вследствие разницы в распределении льда по поверхности воды могут быть затоплены значительные (прибрежные) территории. Это пример изначально некорректно сформулированной задачи и идеализированной модели, далёкой от практики.
Бигуди № 15
А как обстоит дело с песочными часами, то есть зависит ли их вес от того, течёт в них песок или нет? А будет ли одинаковым вес закрытого сосуда, в котором или спят на стенках, или летают мухи? Хотите, проведите эти эксперименты на самом деле. Но можно обойтись и мысленными.22
Победное ликование
Усилия, призванные решить задачу, предполагают большое эмоциональное напряжение, а достигнутый результат разряжает это напряжение, доставляя большую радость. Архимед в восторге выбежал нагим на улицы Сиракуз. Иоганн Кеплер впал в религиозный экстаз, увидев как под его пером открывается великая гармония Вселенной. Дж. Дж. Томсон устроил весёлую пирушку для друзей и учеников после того, как был экспериментально открыт электрон.
Учёные — те же люди, только более любознательные! Нобелевский лауреат академик Лев Давыдович Ландау сказал: «Без любознательности нормальное развитие человека, по-моему, немыслимо. Отсутствие этого драгоценного качества зримо при всяком столкновении с куцым интеллектом…»
Другой Нобелевский лауреат — академик Виталий Лазаревич Гинзбург — выдающийся физик-теоретик, один из близких сотрудников Ландау, всю свою жизнь посвятивший работе во вроде бы узкой области теоретической физики — прославился в самых разных направлениях своей науки, так что считается бесспорным универсалом. Не природная ли любознательность — корень тому?
Бескровные перевороты
Научное творчество не терпит жёстких рамок, ограничений и догм. Устаревшие понятия отбрасываются, сменяясь новыми: важна лишь истина, проверяемая опытом, логикой, мыслью. Никакой доказанный и установленный факт не может быть отброшен, даже если он противоречит сложившейся системе взглядов — напротив, должна быть изменена эта система.
Вообще системы взглядов время от времени подлежат пересмотру уже потому, что отражают не только достижения, но и предрассудки эпохи своего становления. А.М. Хазен справедливо отмечает: «Классики науки получали результаты исследований в определённых исторических условиях. Поэтому самые бесспорные и выдающиеся достижения человечества необходимо всегда оценивать в контексте времени и обстоятельств, когда они были созданы. Подобное утверждение в научной литературе нередко считают крамолой, канонизируя в современных условиях прошлые результаты вне области их применимости. В результате часто спор о научном существе работ заменяется злоупотреблением цитатами, оторванными от авторского и исторического контекста».
Томас Кун в книге «Структуры научных революций», совершившей в своё время переворот в науковедении, отмечает: систему взглядов — парадигму — никогда не пересматривают плавно и постепенно. Даже после выявления фактов, бесспорно противоречащих старой парадигме, она долго ещё может господствовать. И потому, что всё ещё способна давать разумные результаты в пределах области своей применимости (правда, ограниченность этой области становится всё очевиднее). И потому, что бесчисленные видные учёные обрели авторитет и титулы именно на ней. Чтобы старая парадигма в одночасье превратилась в смешную старину, надо не только накопить критическую массу не вписывающихся в неё фактов, но и начать на фундаменте этих фактов строить парадигму новую — сознавая, что рано или поздно ей тоже предстоит сходная судьба. Как говорится, каждая истина переживает четыре этапа:
1. Что за бред?
2. В этом что-то есть…
3. Ну кто же этого не знает!
4. Кому нужна эта древняя глупость?
Правда, даже у безнадёжно устаревшей парадигмы остаются приверженцы — и те, кто обязан ей своими успехами, и вполне бескорыстные
[79]
. Первооткрыватель квантовой механики Макс Планк грустно говорил: новая идея никогда не побеждает старую в человеческих умах — просто поборники старого постепенно умирают, а молодёжь с самого начала учится новому
[80]
.
