Анатолий Сухотин - Парадоксы науки

Это белое пятно, обнаруженное на карте знаний. Все вокруг кажется ясно, а вот это пятно не поддается объяснению средствами принятой теории. И как только пытаются войти в круг явлений этой «неподдающейся» области, механизм старой теории разлаживается. Она оказывается неспособной здесь «работать», и тогда надо призывать на помощь новые силы. Проблему и определяют как «знание о незнании», то есть как четкое понимание границ нашей компетентности. Чтобы осознать проблему, необходимо хорошо понимать, что вот в этом месте исследователя ожидает нечто интересное. Возникает так называемая проблемная ситуация, то есть заявка на открытие, когда указан и район, где оно должно примерно состояться, и осмыслено противоречие, которое надо устранить.

К проблеме предъявляются большие требования.

Ведь от того, насколько глубоко, парадоксально явление, на которое она указывает, зависит будущее науки.

Говорят так: если после решения проблемы на ее месте возникает новая, найдено только квазирешенпе (как бы решение). Если же после решения никаких новых проблем не возникает, то была квазипроблема. Настоящая проблема в ходе решения размножается в геометрической прогрессии, порождая взрыв новых проблем.

Сказанное требует от подготовительного этапа высшей обязательности, сосредоточения мысли, а это осуществимо лишь на пути отчетливого понимания проблемной ситуации. Следовательно, задание программы проходит под контролем сознания, осуществляется в логически выверенных, подотчетных исследователю действиях. Конечно, и здесь не обходится без интуитивного чутья, но оно скорее сопровождает проводимый сознанием анализ.

Было замечено многочисленными наблюдателями, что проблема часто осознается во время подготовки докладов, при чтении лекций, в беседах, на консультации, то есть в процессах систематизации, упорядочивания знаний, в пору их логической обработки. Собственно, наука и начинается с того момента, когда появляется желание изложить свои взгляды другому. Ведь чтобы изложить, надо вначале самому овладеть ими, свести воедино, разметить границы разделов, выделить главное. Здесь и обнаруживаются неясные пункты, спорные точки, проблемные узлы. Например, готовясь к лекции, ученый еще раз обдумывает предмет, уточняет прежние идеи, нередко обнаруживает новые.

…В курсе химии, который Д. Менделеев читал студентам, ему не нравилось, как излагался в учебниках и в специальной литературе раздел об элементах. Сведения были разрозненны. В лучшем случае они описывали лишь отдельные группы элементов вне связи их с другими группами. Дело в том, что не было выявлено единого для всех элементов признака, по которому можно было бы эти разобщенные сведения упорядочить.

Д. Менделеев и задался целью вначале из чисто учебно-методического интереса (чтобы лектору было легче читать, а студентам — слушать) внести в этот хаос порядок. Он находит такое общее свойство — атомный вес. Вместе с тем обнаруживает его периодическую повторяемость, что и позволило указать каждому элементу его место в таблице. По современным представлениям, положение элемента в системе определяется его порядковым номером, он же, в свою очередь, обусловлен количеством зарядов в ядре атома.

Также педагогическими соображениями руководствовался и Н. Лобачевский, когда начинал свои исследования неэвклидовой геометрии. Речь идет о так называемом пятом постулате (постулате о параллельных) Эвклида, который гласит: через точку, лежащую вне прямой, можно провести только одну линию, параллельную данной прямой. Еще до Н. Лобачевского пытались обосновать, что это не аксиома (то есть положение, принимаемое без доказательства), а теореМа, логически выводимая из остальных аксиом. Так же и Н. Лобачевский пытался поначалу такое доказательство отыскать. Однако, убедившись в тщетности задуманного, он вскоре круто меняет линию исследования. Если постулат недоказуем, невыводим из других, значит, он от них независим.

Но тогда отчего бы не построить геометрию, опираясь на противоположный тезис: через точку вне прямой можно провести по крайней мере две прямых, параллельных данной. Чем не геометрия? Так родилась великая проблема, решение которой перевернуло наши представления о пространстве.

Значение логического фактора на этапе подготовки обнаруживается также и в том, что появление новых проблем можно понять как закономерное продолжение предшествующего развития науки, чем в общем-то оно и является. Правда, основной массе современников такое понимание еще недоступно, поскольку новые идеи, особенно фундаментальные, меняющие основы науки, кажутся в свою пору даже нелепыми, нарушающими восходящее движение знаний. Но это для исследователя средней руки. Глубокие же умы способны подняться над этим уровнем и уловить неизбежность назревающих в науке перемен. Это не значит, что новое дается им легко, что оно механически выводится из старого знания.

Можно говорить лишь о предчувствии проблем, которое рождается, конечно, на основе глубокого понимания всей истории науки.

Наконец проблема наметилась. Однако на пути к решению еще немало дел: предстоит корректно сформулировать ее, всесторонне осмыслить, или, как говорят, «войти в проблему». Тщательное продумывание предполагает расчленение ее на части-подпроблемы, перекомбинацию частей, введение новых, вспомогательных компонентов, варьирование условием («А что, если задачу поставить по-другому? Например, в общем виде, абстрактно?»).

Благодаря такому «переворачиванию» проблемы на все лады она прочно укладывается в сознании. Все ее оттенки и изгибы становятся хорошо знакомыми, и, совершая «прогулку» по материалу, исследователь способен «пройти» его, что называется, наизусть.

Все это оттачивает суть задания, помогая возможно четче его уяснить, сжиться с ним. Ученый буквально «заболевает» темой и уже ни о чем кроме рассуждать не может.

…Еще будучи молодым, В. Паули увлекся решением одного физического явления, отмеченного в самом конце XIX века голландцем П. Зееманом: изменение длины волны спектральной линии под влиянием магнитного поля. О своем увлечении В. Паули писал: "Когда в Мюнхене друзья спрашивали меня: «Почему вы так несчастно выглядите?» — я всегда отвечал: «Разве может быть счастливым тот, кто размышляет об аномальном Зееманэффекте?» Верно, тогда В. Паули не смог решить задачу. Но позднее, в 1924 году, он установил известный под его именем «принцип Паули», который и позволил дать эффекту исчерпывающее объяснение.

Буквально лихорадочное увлечение проблемой испытал однажды знаменитый русский врач и ученый С. Боткин. В желании вооружить медицину методами точного естествознания он впервые в России создал в 1860 году при своей клинике лабораторию физических и химических анализов, где и проводил важные исследования. Одно время экспериментировал на лягушках, да так увлеченно, что просиживал с утра и до ночи. «Просиживал бы и больше, — сетовал он, — если бы жена не выгоняла из кабинета, выведенная наконец из терпения долгими припадками моего, как она говорит, помешательства…» С. Боткин искал тогда новый вид яда кураре, в связи с чем и проводил опыты на лягушках.