Наука, не-наука и все-все-все

Отношения между учеными раньше были натянутыми, как между большинством людей. Так было, скажем, на заре развития физики. Теперь в физической науке атмосфера очень хорошая. Научные споры сильно разбавлены смехом; обе стороны до конца не уверены и придумывают эксперименты и держат пари о результате.

В физике накоплено так много наблюдений, что почти невозможно придумать новую идею, отличную от уже высказанных, которая не противоречила бы уже проведенным исследованиям. Поэтому, когда вы от кого-то слышите что-то новое, вы только рады и не бросаетесь спорить.

Многие науки до этого еще не дошли, и положение в них такое же, как было в ранние дни физики – а там возникало множество споров, поскольку мало что было исследовано. Я об этом вот почему говорю: когда есть объективный способ установить истину, люди могут вполне обойтись без споров.

Многих удивляет, что в науке совершенно не важно, почему или как автор идеи вообще ее выдвигает. Вы его выслушиваете, и если речь идет о чем-то стоящем, о чем-то новом и не противоречащем явно нашим прежним наблюдениям, – тогда его идея нас интересует, тогда она важная. И незачем думать, сколько времени он этот вопрос изучал и почему хочет, чтобы его выслушали. Не важно, откуда берутся идеи. Настоящий их источник неизвестен: мы зовем его воображением, творческими способностями, это одно из тех свойств вроде упомянутой «живости».

Удивительно: люди не верят, что в науке необходимо воображение. Воображение необычное, интересной разновидности; оно совсем не такое, как у художника. Очень трудно представить что-то, чего никогда не видел, чтобы оно совпадало во всех деталях с уже известным, и не было бы еще изучено; более того, идею нужно четко сформулировать, а не высказать в общих чертах. Это и вправду трудно.

Вообще, существование законов, которые можно проверить, – само по себе чудо. Что можно открыть закон – например, закон обратной квадратичной зависимости гравитации – уже чудо. Оно дает нам возможность предсказывать – предполагать, каких результатов ждать от эксперимента, который мы только собираемся проводить.

Очень интересно и очень важно, что разные научные законы взаимно согласуются. Один закон не может дать один прогноз, а другой закон – другой прогноз. Таким образом, наука не принадлежит узкому специалисту – она всеобъемлюща. Атомы в физиологии, атомы в астрономии, электричестве, химии однотипны и подчиняются общим законам. Нельзя придумать нечто новое, что не имело бы отношения к атомам.

Интересно, как разум работает над разгадыванием законов, – и законы, по крайней мере в физике, могут быть редуцированы. Я приводил красивый пример редукции, где в одном законе объединяются физика и химия, но таких примеров много.

Правила, которые описывают природу, кажутся математическими. Это не есть результат того, что все решает исследование; им вовсе не обязательно быть математическими. Просто, как выясняется, мы выводим математические законы, по крайней мере в физике, которые работают и делают точные прогнозы. Опять же, почему природа подчиняется математике – тайна.

Я подхожу теперь к важному вопросу. Старые законы могут быть неверны. Как могут быть неверными исследования? Если результаты тщательно проверялись – как они могут быть неверны? Почему физикам вечно приходится переписывать законы? Ответ таков: во-первых, законы – это не исследования, во-вторых, эксперименты всегда неточны. Законы возникают из догадок, экстраполяций, а не из того, на что указывают исследования. Это просто удачные предположения, которые прошли через сито. Теперь у нашего сита дырочки поменьше, чем раньше, и закон в нем застревает.

Например, считалось – было доказано, – что движение не влияет на вес предмета. Если раскрутить волчок и взвесить его, а потом взвесить, когда он остановился, вес не изменится. Таков результат исследования. Мы, однако, не можем точно взвесить нечто, чей вес через десяток нулей после десятичного знака. Теперь мы знаем, что вращающийся волчок весит на несколько миллиардных долей больше, чем находящийся в покое. Если разогнать его вращение до скорости, близкой – на его краях – к 300 тысячам километров в секунду, то возрастание веса будет ощутимо – но не ранее. А скорость первых волчков, с которыми проводились эксперименты, была куда меньше, чем 300 тысяч километров в секунду, поэтому казалось, что масса вращающегося волчка не отличается от массы неподвижного, и кто-то додумался, что масса неизменна.

Как глупо, скажете вы. Ведь это всего лишь предполагаемый закон, экстраполяция! Почему он рассуждал так ненаучно? А никакой ненаучности тут не было, была лишь неопределенность. Было бы ненаучным не строить догадок. Их нужно строить, ведь экстраполяция – единственное, что по-настоящему ценно. И никакой ценности не имеет знание, если все, что вы можете сказать – это что произошло вчера. Важно другое – уметь сказать, что произойдет завтра, если вы сделаете то-то и то-то, и не только важно, но и увлекательно. Не бойтесь, нужно рисковать.

Всякий научный закон, всякий принцип, всякий отчет о результатах исследований – это своего рода вывод без учета деталей, потому что ничего нельзя утверждать точно. Тот человек просто забыл уточнить – ему следовало сказать: «масса существенно не меняется, если скорость не слишком высока». Фокус в том, чтобы создать конкретное правило и посмотреть, пройдет ли оно через сито. То есть конкретная догадка была в том, что масса вообще всегда неизменна. И не страшно, что оказалось совсем не так! Да, была неопределенность, но вреда от неопределенности нет. Лучше сказать что-то без особой точности, чем вообще ничего не сказать.

Совершенно неизбежно, что все, сказанное нами в науке, все наши выводы – неточны, поскольку это лишь выводы. Это наши догадки о том, что должно происходить, а точно знать вы не можете, поскольку не проделали полный комплекс экспериментов.

Любопытно, что воздействие на массу вращающегося волчка настолько мало, что можно сказать: разницы – вообще никакой. Но чтобы вывести правильный закон или хотя бы такой, который выдержит несколько просеиваний, который сработает и в других исследованиях, нужны и мощнейший интеллект, и воображение, и полное перекраивание нашей философии, нашего понимания пространства и времени. Я говорю о теории относительности. Где-то что-то чуть-чуть изменилось – и нужны новые, самые революционные идеи.

Стало быть, ученые привыкли иметь дело с сомнением и неуверенностью. Все научные знания неточны, и опыт сомнений и неуверенности очень важен. Думаю, он простирается за пределы науки. Думаю, чтобы решить любую задачу, которая не решалась ранее, дверь в незнаемое нужно оставить приоткрытой. Нужно допустить возможность, что не все у вас делается правильно. Если вы заранее составили мнение, можете задачу и не решить.

Если ученый говорит, что не знает ответа, – он не знает. Если говорит, что у него есть догадки о том, как все пойдет, значит, он не уверен. Когда он достаточно уверен и говорит: «Готов поклясться, вот так все будет», – у него все равно есть некоторые сомнения. А для того чтобы добиться прогресса, крайне важно уважать и это неведение, и эти сомнения. Потому что сомнения у нас есть и мы смотрим во все стороны в поисках новых идей. Скорость развития науки – это не только скорость, с какой вы проводите исследования, но, что гораздо важнее, еще и скорость, с которой вы рождаете новые идеи для проверки.

Если бы мы не были способны или не желали рассматривать вопрос всесторонне, если бы мы не испытывали сомнений или не сознавались в неведении, никаких новых идей у нас бы не появилось. Нечего было бы проверять, мы бы и так знали, где истина. Получается, то, что мы называем научными знаниями, – просто набор утверждений разной степени достоверности. Некоторые из них совсем ненадежны; другие почти надежны, но нет ни одного верного абсолютно. Ученые к этому привыкли. Известно же: вполне можно жить и не знать. Кто-то скажет: как можно жить – и не знать? А что? Я вот живу. Это-то как раз просто. Как узнать – вот что меня волнует.

Возможность сомневаться – важная вещь для науки и, думаю, в других областях жизни тоже. Она родилась из борьбы. За право сомневаться и колебаться боролись. И я не хочу, чтобы мы забывали об этой борьбе, допустили, чтобы она пропала втуне. Я несу ответственность – как ученый, который понимает великую ценность философии неведения и важность прогресса, который есть плод свободы мысли. Я обязан объявить ценность этой свободы и учить, что сомнения не нужно бояться, его нужно приветствовать как источник новых возможностей для человека. Если вы признаете свою неуверенность, у вас есть шанс улучшить положение. Я требую такой же свободы для будущих поколений.

Сомнение в науке, безусловно, важно. Нужно ли оно в других сферах жизни – вопрос открытый и дело темное. В следующих лекциях я намерен обсудить именно это и показать, что сомневаться – важно и что сомнение – штука не опасная, а очень даже ценная.