Чтение онлайн

Говорить о бездуховности науки бессмысленно. Наука — и прежде всего физика — решает глубочайшие проблемы и Мироздания, и человеческого существования. И проблемы эти решаются не путем умозрительных рассуждений или комментирования древних текстов, как в философии или в теологии, а в конкретной работе, за компьютером, у телескопа или ускорителя. И даже за листком бумаги. Теории, выдержавшие проверку в экспериментах и в общечеловеческой практике, открывают новые горизонты и ставят новые задачи; старое знание, если оно истинно, при этом не отменяется, а становится частным случаем нового. Горизонт отодвигается, но завоеванная территория — наша!

Высочайшее предназначение человека — постигать создавший его Мир. Единственным орудием этого является наука, которая попутно создает и все блага цивилизации… Горе тем, кто этого не понимает.

А.С. Кингсеп

Что там, за ветхой занавеской тьмы? В гаданиях запутались умы, Когда же с треском рухнет занавеска, Увидим все, как ошибались мы.

Казалось бы, бесспорно, что в цитированном рубаи Омара Хайяма говорится о конце человеческого бытия. Только ли? Ведь теми же словами можно передать ощущение научного открытия — в общем, примерно так оно обычно и воспринимается его авторами. И нет оснований сомневаться в том, что Хайям хорошо это понимал. Ведь он был не только великим поэтом, но и великим математиком своего времени; в частности, календарь, им составленный, был более точным, нежели тот, которым мы пользуемся сегодня. Было это, напомним, 900 лет тому назад.

XIX в. — золотой век русской культуры — дал и на нашей земле примеры столь же гармонического сочетания служения науке и искусству: последние могли не только сосуществовать, но даже строиться и совершенствоваться одними и теми же руками. Имена общеизвестны: Н.П. Бородин был замечательным композитором и одновременно выдающимся химиком-органиком, а профессор зоологии Военно-медицинской академии Н.А. Холодковский был и по сей день считается одним из лучших переводчиков «Фауста» на русский язык (к «Фаусту» мы еще вернемся).

Конечно, приведенные примеры представляют не правило, а исключение, но правилом является то, что естественные науки и гуманитарная цивилизация в своем развитии идут рука об руку. Знание — единственный продукт естественных наук — используется как основа технологий и одновременно является базой, на которой строятся мировоззренческие дисциплины. (Не лишне отметить, что основой мировоззрения может быть не только знание, но и незнание или наша убежденность в невозможности познания.)

Мы живем в эпоху очередной научно-технической революции, главным содержанием которой является развитие информатики и компьютеризация как технологических процессов, так и нашей повседневной жизни. И за этим как-то забывается, — а многими из нас просто остается незамеченным, — что основой материальной культуры является все же именно естественно-научное знание, а не способы его обработки. (Чего стоит хотя бы популярный термин "компьютерная томография" — как будто сам компьютер, а не рентгеновская или ЯМР аппаратура производит физические измерения, которые и поставляют нам всю необходимую информацию.)

Говоря о естественных науках как источнике знания и основе материальной культуры, мы не всегда можем отделить эти науки друг от друга, по крайней мере, пока и поскольку речь идет о фундаментальных законах природы. Она ведь — природа — не знает, что мы разделили ее на главы и параграфы. Поэтому довольно-таки схоластическими представляются попытки авторов некоторых учебников определить различие между химической физикой и физической химией; а, например, в молекулярной биологии физика, химия и собственно биология пересекаются и друг в друга переходят. И все же… Если говорить о самых общих, самых фундаментальных (и самых простых) законах природы, то можно уверенно назвать науку, которая за них ответственна, — это физика. Все остальные естественные науки, так или иначе, явно или неявно, основываются на физических законах и опираются на сумму знаний, наработанную в рамках физической науки.

Есть и другая, не менее важная причина, почему физика может считаться основой всех естественных наук. Дело в том, что история ее становления как науки в современном понимании, это есть одновременно и история развития и становления того, что принято называть "современным научным подходом". Сейчас трудно представить себе, что первые (не слишком успешные) попытки четко сформулировать правила движения тел при различных условиях предпринимались уже около двух с половиной тысяч лет назад в Греции, в знаменитой школе «перипатетиков» ("прогуливающихся"), руководимой выдающимся мыслителем древности Аристотелем. Но как отличить ошибочное правило от истинного, и что вообще понимать под истинными законами движения или каких-либо других явлений природы? Чтобы найти ответы на эти естественные вопросы, потребовалось более двух тысячелетий напряженной работы бесчисленной армии исследователей в различных областях знания, пока не были выработаны общие принципы установления, формулировки и проверки законов, описывающих наблюдаемые явления природы, и именно эти принципы лежат в основе того, что называется современным научным мировоззрением.

Именно при изучении законов физики можно одновременно осваивать и основные элементы современного метода познания любых явлений природы, понимать принципиально приближенный характер наших знаний о природе, представить себе место и взаимосвязь теории и эксперимента и, наконец, даже грамотно вести спор на профессиональную тему. Все это не менее важно, чем знание законов, представленных в учебниках, и умение решать задачи из задачника, так как понимание логики научного мышления оказывается неоценимым подспорьем и при изучении других наук, и при овладении любой новой профессией, да и при решении многих проблем повседневной жизни.

Полезно особо акцентировать то обстоятельство, что физика — наука естественная, а следовательно — экспериментальная. Среди естественных наук физика — в силу фундаментальности объектов исследования и их свойств — наиболее формализована. Все ее конечные результаты естественным образом представляются в математической форме. Как следствие, первичное изучение физики нередко порождает у школьников и даже у студентов иллюзию «выводимости» или аксиоматич-ности физических законов. На самом деле, вся базовая информация в естественных науках поставляется экспериментом, им же проверяются, в конечном счете, любые теоретические модели.

Великий немецкий поэт и достаточно известный в свое время натуралист Иоганн Вольфганг Гёте к теории относился скептически. И как великий поэт мог это выразить в форме яркой и убедительной ("Фауст"):

Grau, teurer Freund, ist alle Theorie, Und gruen des Lebens goldner Baum.

Дословно: сера, дорогой друг, любая теория, но зелено золотое дерево жизни. В поэтических переводах всегда присутствует некоторая неточность, поэтому мы и приводим подлинный текст Гёте. (К сожалению, недостаток образования не позволяет автору проверить адекватность перевода Г. Гулиа цитируемого выше стихотворения Омара Хайяма.)

Гёте можно понять, если иметь в виду, что предметом его ученых занятий были в основном ботаника и минералогия. В этих науках, если можно вообще говорить о теории, ей отводится исключительно описательная и сугубо подчиненная роль. Но роль и место теории в физической науке отнюдь не сводятся к описанию и представлению результатов. Именно в силу высокого уровня формализации физики теория приобретает и определенную предсказательную силу, во-первых, в решении задач на базе законов, которые мы считаем с достоверностью установленными, а во-вторых, именно тогда, когда опыт дает основания усомниться в их достоверности либо требует установления границ применимости и степени точности физических законов. Тогда теория оказывается инструментом и средством построения гипотез, которые расширяют круг наших представлений и дают очередной толчок к развитию физической науки, но, в конечном счете, должны обязательно проходить экспериментальную проверку.

Высочайшим классом физической теории можно считать работы Ньютона (механика), Максвелла (электродинамика) и Эйнштейна (теория относительности). Во всех приведенных случаях теория строилась на базе немногочисленных и несовершенных экспериментов. Затем эксперименты становились все более и более точными и надежными, и оказывалось, что результаты их все лучше и лучше соответствовали теоретическим предсказаниям — пока не возникала необходимость в совершенствовании самой модели. Но, например, между механикой Ньютона и релятивистской механикой Эйнштейна — дистанция продолжительностью в 200 лет и огромный массив информации, с достаточной точностью адекватной именно механике Ньютона.