4. Проверка (верификация). Ищем факты, противоречащие каждому из выводов (см. шаг 3), чтобы опровергнуть гипотезу (шаг 2).
Галилео Галилей для объяснения законов падения предлагал известный мысленный эксперимент (гипотезу), однако без экспериментов с шарами, бросаемыми с Пизанской башни он не смог бы обосновать свои предположения и завершить трактат «Беседы и математические обоснования двух новых наук, касающихся механики и законов падения».
Шаги метода можно выполнять по порядку — 1, 2, 3, 4. Если по итогам шага 4 выводы из шага 3 выдержали проверку, можно продолжить и перейти снова к 3-му, затем 4-му, 1-му и так далее шагам. Но если итоги проверки из шага 4 показали ложность прогнозов из шага 3, следует вернуться к шагу 2 и попытаться сформулировать новую гипотезу («новый шаг 2»), на шаге 3 обосновать на основе гипотезы новые предположения («новый шаг 3»), проверить их на шаге 4 и так далее. Справедливо говорится: научный метод не может доказать истинность гипотезы (шаг 2). Метод позволяет лишь доказать ложность этой гипотезы. Именно поэтому происходит возврат к шагу 2.
Великий физик Ричард Фейнман отметил: «У нас всегда есть возможность опровергнуть теорию, но, обратите внимание, мы никогда не можем доказать, что она правильна. Предположим, что вы выдвинули удачную гипотезу, рассчитали, к чему это ведет, и выяснили, что все её следствия подтверждаются экспериментально. Значит ли это, что ваша теория правильна? Нет, просто-напросто это значит, что вам не удалось её опровергнуть».
Вот те, кто работал в рамках такой схемы, действительно достиг вершин в науке своего времени. Например, Абу Али ал-Хасан ибн ал-Хайсам ал-Басри — выдающийся арабский учёный-универсал (965–1039 гг.) Занимая в Басре должность визиря, он оставил этот высокий пост, когда понял, что на самом деле его интересует лишь наука. Халиф Египта ал-Хаким пригласил ученого реализовать проект регулирования вод Нила, построив плотину ниже Асуана — это была идея самого Ибн ал-Хайсама. Однако, убедившись, что проект осуществить невозможно (в то время), учёный был вынужден притвориться сумасшедшим, ибо халиф был намерен казнить его. Каково? Во все времена инакомыслие пряталось в одежды слабоумных и юродивых…
Впрочем, после смерти халифа Аль — Хазен (так его называли в средневековой Европе) жил в почёте в Каире до самой смерти, написав почти сотню научных трактатов, из которых 89 посвящены математике, астрономии, оптике и механике. Для нас существенно, что Ибн ал-Хайсам сочетал в своих научных занятиях тщательные эксперименты со строгими математическими доказательствами. В его честь назван кратер на Луне. Ученый пытался доказать 5-й постулат Евклида, получил формулы для суммы последовательных квадратов, кубов и четвёртых степеней и другие формулы для сумм рядов, почти обосновал появление интегралов. Занимаясь оптикой, Ибн ал-Хайсам выдвинул теорию, согласно которой «естественный свет и цветные лучи влияют на глаз», а «зрительный образ получается при помощи лучей, которые испускаются видимыми телами и попадают в глаз». А вот ещё: он высказал предположение о конечности скорости света! Гений? Пожалуй. Вот только знаний на тот момент не хватало, чтобы сформулировать основные положения специальной теории относительности, и Майкелсон с Морли ещё не родились.
Подготовка открытия, как и проверка — это творческие действия, ведущиеся планомерно и систематически. О вызревании и озарении ничего определённого сказать нельзя. Это и есть тот нелинейный процесс информационного взаимодействия, который пока невозможно описать в известных терминах. Эвристический выбор пути в процессе научного исследования характеризуется лишь ощущением растущей близости скрытой истины: отдалённо похожее чувство направляет нас в попытках мысленно нащупать в памяти забытое имя. И вдруг в памяти ниоткуда[60] появляется ответ!
Скачок над неведомым
Научное озарение — скачок, преодолевающий логический разрыв. Прыжок, в результате которого и захватывается плацдарм на берегу неведомого, совершается внезапно. Но, по-видимому, ведущим импульсом для него является информационный обмен внутри мозга — Между сознанием и подсознанием.
Простейший пример — решение математической задачи. «Король математиков» Карл Фридрих Гаусс не раз говорил: «Решение у меня уже есть давно, но я ещё не знаю, как к нему придти». На «том берегу» разум уже побывал и знает, какие сокровища там хранятся. Вопрос теперь лишь в том, как построить надёжную дорогу в те края, чтобы убедиться в ценности научных сокровищ и ввести их в круг освоенных знаний.
Учёный должен рассчитывать и надеяться на рискованные скачки озарения, разрывающие и разрушающие упорную систематическую процедуру изучения действительности. Установленные правила умозаключения — дедуктивная логика Аристотеля (руку к дедукции, впрочем, приложили и сам Платон, и Евклид, а также Роджер Бэкон, Декарт, Паскаль, Спиноза и Лейбниц), индуктивная процедура Фрэнсиса Бэкона — указывают пути извлечения из существующего знания разумных выводов. Первооткрыватель, приходящий к своим оригинальным выводам, преодолевая логический разрыв, отклоняется от общепринятого процесса рассуждения. Его действие оригинально в том смысле, что даёт начало новому направлению, а способность начинать новое — это и есть свойственный лишь немногим талант оригинальности. Чем обширнее зона контакта с неизведанным, чем большее число проблем охватывает разум исследователя, тем мощнее его интеллект.
Пьер-Симон Лаплас подарил свою новую книгу «Изложение системы Мира»[61] коллеге по Институту Франции (так в эпоху революции называлась Академия Наук) Наполеону Бонапарту[62]. Будущий император заметил: «Гражданин Лаплас, Ньютон в своей книге говорил о Боге. В Вашей книге, которую я уже просмотрел, я не встретил имени Бога ни разу». В ответ Лаплас сказал: «Гражданин Первый консул, я не нуждался в этой гипотезе»[63].
Прорыв в неизведанное, научное озарение — одна из форм самообучения интеллекта, способность переносить имеющийся опыт мышления или отдельные его элементы в новую обстановку и использовать для решения новой задачи.
Альберт Эйнштейн на вопрос, как делаются великие открытия или изобретения, ответил: «Очень просто. Все знают, что этого сделать нельзя. Но находится один невежда, который этого не знает, он-то и делает открытие».
«Новая истина, — писал Жак Барзун, — неизбежно выглядит сумасшедшей, и степень этого сумасшествия пропорциональна её величию». А Ганс Селье сказал: «Для непосвящённого имеется много общего между блестящими и сумасшедшими умами». Впрочем, он тут же добавил: «Но важно рано распознать многообещающего фундаментального исследователя, тогда, когда он нуждается в поддержке для развития своих особых дарований. Культура, здоровье и мощь нации зависят прежде всего от её творческих фундаментальных исследователей, от яйцеголовых. Точно так же, как каменный век, бронзовый век и железный век характеризовались употреблением камня, бронзы и железа, так и наш век, несомненно, войдёт в историю как век фундаментальных исследований».
Бигуди № 10
Между прочим, вышеприведенную мысль Эйнштейна хорошо иллюстрирует следующий исторический факт: будучи ещё студентом, Джеймс Максвелл сдавал экзамен по термодинамике и теории газов. Преподаватель, высоко оценивая способности Максвелла, дал ему задачу, решения которой в то время не существовало, о чём сам студент не подозревал. Просидев над задачей более часа, Максвелл подал профессору листок с ответом. Так появилось знаменитое «распределение Максвелла». Попробуйте и Вы «воспарить над неведомым» и разберитесь в следующем вопросе. Все видели, что во время соревнований по легкой атлетике некоторые бегуны выбирают такую тактику бега: на дистанции они почти всё время держатся позади противника, а у финиша вырываются вперёд (такой бурный финиш называется «спурт»). В прошлом так часто побеждали легендарный бегун Владимир Куц, великий финский стайер Пааво Нурми. Как Вы считаете, это чисто психологический приём или есть и физическая причина для таких действий? Не забывайте и о том, что стадионы находятся на Земле, а не в космосе!17
Гармонизация хаоса
Но какова же последовательность шагов по пути к открытию, с чего всё начинается? С того, что нечто неясное или негармоничное раздражает мозг, как соринка мешает глазу. Так появляется ощущение проблемы[64]. Убеждение, что «соринка» нарушает ранее известную, устойчивую картину явления (справедливость теории, истинность теоремы), крепнет по мере анализа ситуации.
«Беспокойство — это неудовлетворенность, а неудовлетворенность — первейшее условие прогресса. Покажите мне совершенно удовлетворенного человека, и я открою в нем неудачника», — сказал как-то по этому поводу тот же Томас Эдисон.
