Текст книги "Великие геологические открытия"
Автор книги: Сергей Романовский
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 20 страниц)
О научных открытиях
Существует красивая легенда: Аристотель, мол, не смог открыть причину морских приливов и в отчаянии кончил жизнь самоубийством. Похожие мотивы вынудили Эмпедокла кинуться в жерло вулкана. Суть этих легенд в одном – свершения в науке доступны не просто гениям, но гениям-подвижникам, преданным до конца научной Истине. Они ради Истины жертвуют и жизненными благами, и даже самой жизнью.
Складывается жизнь у разных ученых, конечно, неодинаково. Одни отстаивают Истину на костре инквизиции (Джордано Бруно); другие в своем доме имеют несколько кабинетов для научных занятий и, работая поочередно в каждом из них, обогащают науку новыми открытиями (Жорж Кювье); третьи, став гордостью нации, удостаиваются чести положить голову на плаху, когда народ берет власть в свои руки и заявляет устами своих вождей, что революция не нуждается в ученых (Антуан Лавуазье, Николай Вавилов и многие, многие другие).
Все, что мы знаем сегодня об устройстве окружающего нас мира, когда-то кем-то было открыто. Были открыты отдельные объекты макро– и микромира, были объяснены явления природы, были открыты, наконец, законы, управляющие материей. Все это мы прекрасно знаем еще со школьной скамьи.
Мы знаем, что наш великий ученый Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) в 1869 г. обосновал периодический закон химических элементов, а в 1875 г. на его основе француз Лекок де Буободран (1838-1912) открыл предсказанный Менделеевым экаалюминий и назвал его галлием. Через 6 лет, в 1881 г., швед Ларс Нильсон (1840-1899) открыл скандий, также предсказанный Менделеевым как экабор; в 1886 г. немец Клеменс Винклер (1838-1904) открыл германий – «экасилиций», по Менделееву.
Еще в XVII веке Иоганн Кеплер (1571-1630) установил законы движения планет, а через два столетия Урбен Жан Жозеф Леверье (1811-1877), анализируя аномалии движения планеты Уран, как принято в таких случаях говорить, «на кончике математического пера» открыл новую планету Нептун.
Перечень подобных открытий можно продолжать и продолжать. Но это слишком уведет нас в сторону. Однако об одном неожиданном свойстве научного творчества все же сказать следует.
Ясно, конечно, что ученый садится за стол или встает к прибору не затем, чтобы сделать открытие. Он работает. Открытия же зачастую случаются совсем неожиданно, когда ученый и не ждет ничего такого. Не ясно? Попробуем проиллюстрировать эту мысль.
Кеплер пытался найти общий подход к вычислению объема пивных бочек. Такой подход он нашел, но как бы между прочим родились при этом и основы теории бесконечно малых. В XVIII веке Даниил Бернулли (1700-1782) размышлял над математическим обоснованием игр в карты и кости. Обоснование это изучается до сих пор как начала теории вероятностей. В конце XIX века Софья Ковалевская (1850-1891) составляла уравнения, описывающие вращение детского волчка, а создала не устаревшую до сего дня теорию вращения твердого тела. Георг Кантор (1845-1918), восхищаясь гармонией Святой Троицы, на бумагу занес основы теории множеств. И так далее…
Сделаем попытку обобщить сказанное. Не будем давать никакого определения, но все же попробуем просто понять – чтó такое открытие в науке. Я думаю, мы не очень сильно ошибемся, если скажем, что открытием можно считать установление нового, ранее неизвестного науке явления. Открытие, разумеется, как говорят математики, доставляет ученым новое знание о Природе.
Что это за знание, как его классифицировать, какие преобразования и трансформацию старого оно влечет, – все это вопросы особого свойства. Они интересны, спору нет. Но более – для науковедов. Мы же, как требует того избранный нами жанр, просто поясним свою мысль.
На самом деле, в одних случаях новое знание доставляют просто новые факты. Эта ситуация наиболее типична для геологии. В других случаях новое рождается как некое эмпирическое обобщение из ранее известных фактов (концепция биосферы Вернадского); в третьих – новым будет только более высокая ступень абстрагирования – самостоятельная теория (теория платформ).
А можно сказать и иначе, более кратко. Часто открытие – это конечный результат деятельности. Но не менее часто – это процесс.
Если мы не будем спорить с тем, что открытие – это и новое явление природы, и новая ступень обобщения известных фактов, и даже новые мировоззренческие (методологические) принципы изучения Природы, то следуя дальше, должны признать, что наука – это не просто кладовая знаний, наука – это, конечно, системное знание. У каждой науки существуют свои, только ей свойственные преобразователи новых фактов и нового знания, укладывающие их в русло данной науки.
Если какое-либо открытие – это заурядный факт (таких большинство), то он просто ложится на дно науки и делает его менее вязким; бывают и такие, которые размывают берега; случаются (но крайне редко) открытия, дающие новые протоки (так рождаются сопредельные науки). Чем наука совершеннее, чем она более развита, тем ее преобразователи действуют жестче. Так, в математике достаточно одного опровергающего примера, чтобы теория перестала существовать. В геологии же такое невозможно в принципе. Почему? Скоро станет понятно.
Итак, мера системности знания зависит от теоретического совершенства науки. Чтобы напустить еще больше тумана, можно, используя известный журналистский прием, с пафосом вопросить:
– И все же, «теоретическое совершенство или совершенство теории»?
Вопрос на самом деле ясен: у науки теоретическая компонента не может быть развитой, если в арсенал науки не включены самостоятельные теории. А вот как они строятся, как соотносятся с фактами, – вопрос отдельный. И чем менее совершенна (в теоретическом отношении) наука, тем более сложными, запутанными являются ее отношения с теоретическим знанием.
Попробуем, к примеру, связать воедино некоторые сентенции выдающихся естествоиспытателей прошлого.
«Факты без теории – не наука», – заявлял химик Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886). «Разумеется, – как бы вел с ним диалог через десятилетия физиолог Иван Петрович Павлов (1849-1936). – Но если нет в голове идей, то не увидишь и фактов». Справедливо? Разумеется. Но только от справедливости этой практически никакого проку, ибо в условиях замкнутого круга, в который мы попали не без помощи ценных указаний ученых, бесполезно доискиваться, чтó непременно первично – факты для теории или идея для фактов. Такого рода дискуссии изначально обречены. Мы ими заниматься не будем.
Более разумно признать, что в каждый период развития науки (и геологии, в частности) необходимы теории, синтезирующие отдельные факты, дающие им удовлетворительное истолкование и определяющие перспективы дальнейшего прогресса теории. Однако существует и предел совершенствования любой теории. Неизбежно наступает момент, когда на смену ей появляется новая теоретическая конструкция, а старая становится достоянием историков. Это нормальный ход науки. Другого, как говорится, не дано.
При этом, анализируя становление науки в исторической ретроспективе, не только можно, но и необходимо критически оценивать бывшие некогда на вооружении (никак, извините, не избавится от подобных милитаристских словосочетаний) теории, ибо в противном случае будет не ясна причина их последующей отбраковки. Но никогда не следует принижать значение творцов этих теорий. Величие ученых определяется уже тем, что на каком-то историческом этапе именно их теории определяли стержень развития науки и именно эти теории, а благодаря им и их авторы навечно забронировали себе подобающее место в истории знаний.
Никто, думаю, не будет оспаривать величие Птолемея, геоцентрическая теория которого просуществовала более 1000 лет и затем была оставлена наукой, как ложная. А вот «величие» Трофима Денисовича Лысенко (1898-1976) в эту схему, к счастью, не вписывается, поскольку его теоретические изыски, хотя и были признаны на некоторое время истинными, но эта «истинность» была скорее приказной. Это был дурно пахнущий фиговый листок, прикрывавший беспомощные потуги авторитарного политиканства. И такое случается в истории науки.
История научных открытий всегда драматична и эмоциональна. Она неизбежно, как говорил известный историк науки Борис Григорьевич Кузнецов, включает память об ушедших мыслителях.
И все же надо вернуться к уже затронутому вопросу о способах установления истинности теории. Ясно ведь, что далеко не каждая из них получает права гражданства даже на момент создания. И хотя здесь случаются, как говорят математики, ошибки второго рода, когда коллеги отвергают истинную теорию в угоду ложной, но нас в данном случае интересует сама схема принятия решения.
Чем руководствуются ученые? Ведь «сомневаться во всем, верить всему – писал великий французский математик Анри Пуанкаре – два решения, одинаково удобные: и то и другое избавляет… от необходимости размышлять».
Выделим два подхода к оценке достоинств предлагаемой теории. Первый нацелен на ее подтверждение фактами (верификация теории, от латинского слова verificatio, что означает удостоверение в подлинности), второй – на ее опровержение теми же фактами (фальсификация теории). Первый путь (его еще называют индуктивным) наиболее популярен среди наименее развитых в теоретическом отношении наук. Геология, к сожалению, в их числе. Разработана даже методологическая база такой оценки. Ее называют «принципом эмпирической непротиворечивости». Согласно этому принципу теорию надо признавать до тех пор, пока ей не противоречит ни один из известных фактов. Чувствуете шаткость позиции? Раз «не противоречит», значит, казалось бы, надо знать и меру этой непротиворечивости, да и правила соотнесения теории и фактов, т.е. по возможности независимые от теории принципы их интерпретации. Но всего этого, разумеется, нет, ибо в противном случае у нас не было бы оснований так унижать геологию, считая ее в теоретическом отношении наукой слаборазвитой.
Геологи всегда шли в разработке собственных теорий «от фактов», хотя, как считают некоторые (Александр Александрович Любищев, например), не из фактов, как из кирпичиков, складывается теория, а только на основе теории факты укладываются в определенную систему.
Допустим. Но откуда тогда берется эта мифическая теория, как она строится, если факты для нее вторичны? Пусть над этими вопросами ломают головы методологи.
Крайняя неразвитость в теоретическом отношении геологической науки приводит к тому, что ученые начинают бояться любых теоретических построений, они перестают «измышлять гипотезы» и фокусируют свою мысль на обдумывании исходных фактов, ни на шаг не отступая в сторону.
В повседневности мы привыкли слышать расхожее: в споре рождается истина (замечу в скобках, повторяя мысль одного остряка, что чаще все же рождаются плохие отношения). Некоторые ученые полагают, что истина – это как бы центр тяжести крайностей, т.е. нескольких противоречащих друг другу гипотез. В этом что-то есть, если гипотез много. Но если их всего две и утверждают они противоположное, то, как точно заметил еще Иоганн Вольфганг Гёте, между ними лежит не истина, а проблема. Если же эти гипотезы – не продукт чистой дедукции, а просто они по-разному интерпретируют факты, то следует не отвергать одну из них, а искать новое природное явление, которое, вероятнее всего, и не давало возможности свести концы воедино. Это уже подход развитых естественных наук (физики, например). В геологии он только начинает культивироваться.
И все же любопытно, почему даже такие выдающиеся умы, как Вернадский, твердо верили в то, что прогресс науки – только в выявлении устойчивых эмпирических обобщений, которые не должны заключать никаких гипотез, а тем более – экстраполяций. Ответить на этот вопрос несложно, если не забывать, на каком уровне находилась в то время теоретическая мысль в описательном естествознании, сколь глубоко знал Вернадский историю науки, а, следовательно, мог понять масштаб сделанных учеными ошибок и знал цену, заплаченную за авантюризм в познании.
На самом деле, еще в 1839 г. профессор Института корпуса горных инженеров (так в то время назывался Петербургский Горный институт) Дмитрий Иванович Соколов (1788-1852) написал в своем трехтомном руководстве для студентов-геологов: «страсть к теориям сделала много вреда науке геологической». Прочтя это, современный ученый недоуменно пожмет плечами:
– Зачем вспоминать разные глупости полуторавековой давности?
Но в том-то и дело, что это совсем не глупости. «Теории», владевшие умами геологов начала XIX столетия, действительно принесли науке больше вреда, чем пользы. Достаточно вспомнить нескончаемые беспочвенные и бесплодные баталии «нептунистов», утверждавших, что вся природа – из воды, и «плутонистов», отдававших приоритет творения огню.
Здесь сказалось общее правило: чем меньше фактов, тем легче их обобщать (это естественно) и тем неудержимее тянет свести это обобщение к какой-то единственной первопричине (это неестественно). Именно об этом, вероятнее всего, рассуждал Соколов и был абсолютно прав. И по этой же причине у академика Вернадского развилась своеобразная интеллектуальная аллергия на гипотетическое знание. Он его категорически не принимал.
Однако эмпирическое обобщение (в чистом виде) не дает возможности сделать рывок в познании, открыть принципиально новое явление и дать ему всестороннее истолкование. Когда мы будем обсуждать проблемы биосферы, открытие которой связано главным образом с именем Вернадского, то убедимся, что и он не выдержал до конца «принцип эмпиризма». Рафинированная методология хороша до тех пор, пока парит над наукой. Но как только она погружается в проблемы науки, то полностью растворяется в них и о ней просто не вспоминают.
Заключим эти рассуждения о принципах эмпирической непротиворечивости и эмпиризма словами одного из самых методологически грамотных геологов XIX столетия, российского провинциала, мыслящего, однако, «европейски» (слова Вернадского), Николая Алексеевича Головкинского. Еще в 1868 г. он писал, что геолог имеет дело с таким невероятным разнообразием объектов и ситуаций, что вынужден как-то группировать предметы своего анализа, классифицировать их.
«Таким образом, – заключает Головкинский, – делая первый шаг к изучению, мы уже вносим субъективный произвол во взаимные отношения предметов и не должны забывать, что эта субъективность входит постоянным множителем во все комбинации, какие мы сделаем из нашего материала. Сходство и различие – понятия совершенно относительные… Оценить признаки по их важности и подвести достаточно верный итог нельзя по отсутствию прочных критериев; оттого группировка форм – дело очень и очень условное… Но беда не в этом… беда в том, что, сортируя по признакам, бесспорно, более важным, пытаясь приблизиться в этой группировке к истинным отношениям предметов, мы упускаем из виду, что попытка не есть достижение, предположение не есть факт: увлекаясь гипотезой, вносящей в природу удобный для нас систематический порядок, мы часто смотрим на нашу искусственную, условную группировку, как на истинные отношения классифицируемых предметов, как на выражение их генетической связи» (курсив Головкинского. – С.Р.).
Теперь, думаю, понятна подоплека пренебрежительного отношения многих геологов к разного рода гипотезам, теориям и экстраполяциям. И в то же время (в этом и состоит один из ядовитейших парадоксов познания) без них невозможны крупные открытия в науке. Несколько перефразировав Александра Ивановича Герцена, можно сказать, что кораллы умирают, не подозревая, что жизнь свою они прожили ради прогресса рифа.
О реакции на открытия
Как же воспринимаются открытия в науке? Думаю, что не ошибусь, если скажу, что почти всегда без радостного энтузиазма. Причем, чем крупнее открытие, тем сложнее его влияние на дальнейший прогресс науки. Причин здесь множество. Одни из них очевидны, другие – не очень. Некоторые мы попытаемся здесь изложить.
Сейчас на слуху у науковедов и историков науки ставший весьма популярным термин «парадигма», несколько десятилетий тому назад запущенный в научный оборот интересным американским ученым (не геологом) Томасом Куном. Термин очень быстро стал популярным в научном мире. Это также интересный феномен, имеющий простое, на мой взгляд, объяснение. Когда кто-то находит удачное словесное оформление явлению, в общем-то давно известному ученым, то эта новация возражений не вызывает. Более того, она встречается с пониманием, поскольку вносит видимость ясности и единообразия в толкование предмета исследований учеными разных стран.
Теперь более конкретно о предложении Куна. Специалисты по истории науки давно заметили, что наука развивается неравномерно во времени: есть отдельные импульсы более интенсивного прорыва в неизвестность (их всегда называли научными революциями); бóльшую же часть времени наука наращивает новое знание эволюционным путем. Так вот, всегда существует некая ключевая идея, только в редких случаях отчетливо формулируемая учеными, которая определяет направленность развития науки, ее тренд. Кун и выделил этот своеобразный инвариант, назвав его парадигмой.
Теперь ясно, что парадигма – это идейное знамя эволюционных отрезков развития науки. Революционный скачок в развитии, таким образом, означает смену идейного знамени, т.е. парадигмы. Мысль о парадигме не очень глубокая, но слово красивое. Поэтому по возможности будем им пользоваться.
В истории геологии парадигма менялась лишь единожды [3] [3] Это, разумеется, авторская трактовка. С ней, вероятно, не согласятся многие мои коллеги. Тем интереснее услышать их аргументацию.
[Закрыть]. Это произошло на протяжении нескольких десятилетий XX века, когда геологи признали не просто движение материков (мобилизм), а существование двух принципиально разных процессов: наращивания и горизонтального перемещения земной коры (спрединг) и ее поглощения и переработки (субдукция). Так родился «новый взгляд на Землю», составивший концептуальное ядро современной геологической науки. Если раньше допускались только вертикальные колебательные движения земной коры, то теперь к ним добавились и громадные горизонтальные смещения. Это, конечно, полностью трансформировало представление геологов о познавательных возможностях своей науки.
Можно считать, что с появлением эволюционной теории Чарльза Дарвина в 1859 г. произошла смена парадигмы в биологии. Рождение квантовой теории привело к смене физической парадигмы. А даже такое величайшее из открытий, как периодический закон химических элементов, парадигму науки не пошатнул. Не дрогнула и парадигма физики, когда была открыта радиоактивность, хотя в некрологе Пьеру Кюри, опубликованном в английском журнале «Nature», предлагалось от времени появления первой статьи Кюри о радиоактивности вести новое летоисчисление.
Многие ученые, правда, к этому понятию предъявляют менее жесткие требования и не скупятся на число научных революций в физике, химии, биологии и, разумеется, геологии.
Нас будут интересовать не столько сами геологические революции (тем более, что мы выделили всего одну), а то, чтó за ними следует, т.е. психологически самый интересный этап – этап восприятия открытия, время его активного влияния и на структуру науки, и на научный климат. Этот этап можно назвать этапом гражданской войны.
На самом деле, новое знание взрывает годами складывавшееся здание науки. Сторонников нового пока мало. Приверженцев же старых истин – большинство. Это, как правило, влиятельные силы, занимающие ключевые посты в науке, кафедры в университетах, лаборатории в академических институтах. У них, чаще всего, уже нет ни сил, ни желания осваивать новое, ибо они прекрасно понимают, что на их жизнь хватит и старых истин. Истины эти – источник их благополучия и авторитета. Поэтому смешно было бы ждать от них радостных возгласов по поводу сделанного их коллегой открытия. Они с бóльшим удовольствием признают его шарлатаном, выгонят с работы, чем дадут «добро» на оформление им авторского свидетельства.
Стало непременной традицией приводить по этому поводу слова Макса Планка, величайшего немецкого физика. Он писал, что новое пробивает себе дорогу не тем, что удается переубедить противников, и они признают, что встали наконец на путь истинный, а скорее другим путем – просто противники нового постепенно вымирают, а для подросшего поколения эта истина уже не нова, они ее усвоили еще с университетской скамьи.
Еще более наглядно, как мне кажется, проблему восприятия нового в науке иллюстрирует такой образ. Представим себе прыжки на батуте. Этот спортивный снаряд пусть олицетворяет старое, привычное, прочное научное знание. Все новое поэтому он энергично от себя отбрасывает. Однако, как ни старается батут отринуть от себя новое (после многочисленных кульбитов) оно вновь и вновь таранит его. Процесс этот весьма длительный и продолжается до тех пор, пока батут – старое знание – не выйдет из строя.
Английский геолог Чарльз Лайель, которого мы многажды будем вспоминать в этой книжке, любил повторять, что при открытии новых истин всегда говорят: «это неправда». Затем проходит время, к новому привыкают, и благодарные коллеги радостно оповещают мир, что это, мол, им давным-давно известно.
Если еще раз вспомнить, что развитие науки – это не прекращающаяся ни на один день жестокая, кровопролитная гражданская война, ведущаяся по поводу каждого крупного открытия, то в ней легко прослеживаются определенные периоды:
первый период – замалчивание нового (автор бьется о глухую стену самодостаточности);
второй период – ожесточенная критика (автор утомил ученую братию, и она дружно решает указать ему его место);
третий период – частичное признание истинности (автор с фактами в руках наконец-то сломил сопротивление противника);
четвертый период – принижение сделанного (автору доказывают, что это все давно известно).
Не отсюда ли расхожее: новое – это давно забытое старое.
Вильгельм Оствальд (1853-1932), выдающийся немецкий химик, заметил с грустным юмором, что именно в преддверии четвертого этапа ученому лучше всего умереть: противники, как правило, уступают покойному авторитет (это благородно, по-христиански). Случается, правда, что потом вдруг обнаруживается нечто новое, неопровержимое, и приоритет отнимается. Ну что ж, для настоящих ученых истина всегда дороже. Не так ли?
Еще один фактор неприятия нового в науке – это время. Говоря проще, наука в среднем должна дозреть до понимания нового. Если новое знание открывается в этом смысле вовремя, то оно, как правило, быстро и легко воспринимается. Но чудес не бывает. Коли так произошло, то это может означать только одно – сделанное открытие не очень значительное, оно не затрагивает коренных интересов науки, а лишь добавляет еще один кирпич в ее стену.
Крупное фундаментальное открытие всегда резко опережает основной фронт развития науки. Именно по этой причине его и не понимают и не принимают.
Маленький пример. Когда в начале 60-х годов геологический мир заговорил о тектонике литосферных плит, то становящиеся ее сторонниками прекрасно сознавали, что принятие этой теории автоматически означает забвение (почти полное) всего того знания о строении и динамике земной коры, которое геологическая наука накопила за последние сто лет своего существования. Не каждый, согласитесь, решится бросить все и стать «ничем», хотя еще совсем недавно был «всем». По этой именно причине даже в наши дни еще очень активны ее противники. Ее стройные ряды особенно многочисленны в бывшей первой стране «развитого социализма», где для иерархов административной пирамиды (я имею в виду научную) личные амбиции всегда стояли на первом плане. К тому же, что хорошо известно, советская наука была экономически безответственна, т.е. существовала сама по себе в необозримой сети академических и отраслевых институтов, которые были связаны с производством только посредством липовых отчетов о внедрении полученных научных разработок. Уже само словцо из типично советского новояза «внедрение» говорит о том, что в системе «наука – практика» все было поставлено с ног на голову.
Да и сама организация науки, т.е. запутанное соподчинение степеней, званий и чинов, что опять же больше всего развито у нас, как нельзя лучше приспособлена для полного неприятия великих открытий. Это вполне понятно и, если уместно так сказать, естественно, ибо большой чиновник от науки, обремененный к тому же академическим званием, никогда, ни под каким видом не допустит инакомыслия в своей вотчине, ибо он прекрасно понимает: чем более «крамольные» мысли высказываются снизу, тем быстрее они достигнут вершины этой иерархической пирамиды и тем сложнее ему будет удержать свои позиции, а тем самым отстоять результаты собственного многолетнего труда.
Чтобы избежать этого или, точнее говоря, оттянуть неизбежное, бюрократизированная наука придумала много проверенных способов. Наиболее укоренившийся – это элитарные группировки вокруг «корифея», легально процветающие как «научные школы». Любой член такой группировки охраняется именем ее лидера. Тот же способствует публикации научных работ, защите диссертаций и получению должностей. Глава школы при этом неизбежно трансформируется в жреца. Посему научные теории он уже не разрабатывает, предпочитая им «учения». Учениям надо слепо следовать. Развивать, а тем более критиковать их, разумеется, не положено.
Ясно, что если открытие, тем более крупное, сделано другой научной школой, то все остальные школы будут ему активно противиться. Если же случилось невероятное и открытие в науке сделал ученый-одиночка, не принадлежащий ни к одной из школ, то его начнут бить и слева и справа. Ему надо обладать большим мужеством и устойчивой психикой, чтобы выдержать войну за Истину.
Итак, открытия в науке делают ученые, наделенные не только могучим интеллектом творца, но и являющиеся к тому же Личностями, способными идти к своему Олимпу, не взирая ни на какие преграды. Именно поэтому историков науки всегда интересовали живые портреты ее творцов; появилась даже своеобразная дисциплина – биографика. Ее задачей является разработка научных биографий великих ученых прошлого.
