Беседы с будущими магистрами

Б е с е д ы

с б у д у щ и м и м а г и с т р а м и

(цикл лекций)

Ижевск, 2007

УДК 621.382

ББК 32.852

Беседы с будущими магистрами являются частью лекционного курса по дисциплинам «Современные проблемы науки» и «История и методология науки».

Вопросы, освещаемые автором в данном цикле лекций, отвечают требованиям к обязательному минимуму содержания специализированной подготовки магистра по направлению 551500 – Приборостроение.

О г л а в л е н и е

Предисловие или краткая историческая справка ……........

Беседа первая

Что такое наука? ………………………………………

Возникновение науки …………………………………

Беседа вторая

Характерные черты науки и исторические примеры их подтверж-

дающие ………………………………………………………

Беседа третья

Некоторые размышления о научном методе и методологии

науки …………………………………………………………

Беседа четвертая

Наука и мистика ………………………………………

Наука и шарлатанство ………………………………..

Беседа пятая

О сознании, подсознании, интуиции и их роль в науке

Беседа шестая

Эксперимент и понятия в науке ……………………….

Заключительные слова …………………………………

Предисловие или краткая историческая справка

Появление этих строк совпадает с началом подготовки в нашей стране людей с ученой степенью магистра. Довольно прохладное отношение руководства страны к науке и научным работникам в последние годы вызывает некоторое удивление, почему для расцвета народного хозяйства понадобились магистры. Поскольку четкого и ясного ответа со стороны лиц, ведающих образованием не поступило, то возникает мысль, что причина кроется в подражании Западу.

Итак, магистратура, как форма обучения для России – дело почти новое. Исторические документы говорят, что магистры существовали в России до 1917 года. Это были люди, имеющие низшую ученую степень. В первые годы после революции. Ученые люди, с подачи рабоче-крестьянской власти, представлялись перед простым малообразованным населением как потенциальные враги пролетариата. В литературе, кинофильмах и на эстраде ученый нередко преподносился как какой-то чудак-полуидиот или хитрый, злобный и коварный враг: шпион или бывший белогвардеец.

Только через 17 лет «верхи» почувствовали, что без ученых государство может захиреть и их пребывание у руля страны окажется под угрозой.

Поэтому в 1934 году появилась первая ученая степень – кандидат наук. Эта степень присуждалась лицам с высшим образованием, сдавшим кандидатский минимум и защитившим кандидатскую диссертацию. В этом же году была учреждена и степень доктора наук, присуждавшаяся лицам, имеющим степень кандидата наук и также публично защитившим докторскую диссертацию.

Необходимо отметить, что уровень кандидатских и докторских диссертаций был высок. По крайней мере, кандидатская работа в СССР по содержанию и научному уровню соответствовала уровню докторских диссертаций во многих западных странах.

Итак, эти две ученые степени присуждаются научным работникам у нас в стране и по сей день.

Считается, что кандидаты наук – это научные работники такого уровня, которые обладают глубокими знаниями и широким кругозором в теоретических и практических вопросах определенных областей наук, способные анализировать и решать поставленные перед ними проблемы.

Доктор наук должен уметь: увидеть проблему, обобщать имеющиеся факты, наметить направления исследований и наконец, разработать теорию, объясняющую результаты исследований.

А по определению известного писателя–фантаста и великолепного ученого Ивана Антоновича Ефремова: профессор – это проповедник науки и человек, выращивающий докторов наук.

Коротко и ясно. Именно, в стиле настоящего ученого.

Но нам надо вернуться к магистрам.

Магистерская степень в наше время является промежуточной между степенями бакалавра и кандидата наук.

Поэтому магистр должен быть подготовленным к научно-исследовательской работе, то есть уметь:

–  провести анализ поставленной перед ним задачи на основе изучения литературных и патентных источников,

–  конкретизировать направления научного поиска,

–  разработать вариант выполнения экспериментальной части работы,

–  использовать различные методы моделирования, в том числе и компьютерного,

–  организовать измерительную часть работы,

–  обработать результаты измерений,

–  сделать выводы и дать рекомендации по использованию полученных результатов исследований.

Целью же автора этих бесед является — обратить внимание будущих магистров на то, что такое наука, как она развивалась, как отличить подлинного ученого от шарлатана и еще на многие аспекты, характерные для людей, занимающихся научной работой.

Размышления, приведенные на следующих страницах, составляют часть лекционного курса, читаемого автором лицам, которые решили связать свою жизнь с наукой.

Беседа первая

Что такое наука?

В этой беседе мы, прежде всего, попытаемся определить для себя, что мы будем понимать под термином «наука». На мой взгляд, этот термин не всегда правильно употребляют, когда начинают говорить об интеллектуальной деятельности человека.

Во всех определениях науки, которые встречаются в различных источниках информации, выделяется одна общая мысль: наука – это поиск истины. Леонардо-да-Винчи сказал, что наука – это поиск истины, доказанной математикой.

В конце концов, благодаря жизненному опыту и различным мнениям ученых и неученых людей, я сформулировал такое, наиболее приемлемое для себя, определение.

Наука – это область интеллектуальной деятельности человека в процессе познания мира, оперирующая количественными соотношениями.

Качественные соотношения, такие как, например, «много-мало», «тепло-холодно», «жестко-мягко», «темно-светло» и т. д., относятся к каким-то другим областям и понятиям, где человек также проявляет мыслительные способности, но в большей степени оценивает ситуации, полагаясь на свои органы чувств и принятые общественные нормы морали, права, культуры и прочих нравственных и духовных областей.

К. Маркс повторяет мысль, высказанную Леонардо-да-Винчи. У него встречается замечательная мысль, суть которой можно выразить следующими словами: область знаний только тогда становится наукой, когда она овладевает математикой.

Очень многие люди, особенно преподаватели общественных дисциплин, провозглашали подобную фразу, ссылаясь на К. Маркса, но почему-то никогда ей не следовали, хотя и называли себя верными марксистами.

А если учесть, что математика – это наука о количественных соотношениях, то определение, которое меня удовлетворяет, действительно верное. Для подтверждения данного вывода совершим небольшой исторический экскурс.

Возникновение науки

К сожалению, современное человечество лишено сведений о том, когда человек на Земле стал совершать первые научные открытия. Поэтому мы начнем свой отчет, обратясь за помощью к Библии.

Те, которые всю жизнь боролись с религией, скажут: «Ничего себе, он что, с ума сошел? Настроился говорить о науке, которая не совместима с религией и начинает с Библии. Да-а, ничего тут хорошего не жди».

Не переживайте, граждане. Я обращаюсь к Библии не как к священному писанию, а как к собранию концентрированного продукта ума многих поколений людей, живших до нас. Мудрость, заключенная в Библии – это колоссальный жизненный опыт, передаваемый людям грядущих поколений чаще иносказательно, в виде притч и других литературных приемов. Несомненно, эту книгу необходимо читать вдумчиво, а не листать как гламурный журнал. Вот и я употребил это модное слово «гламурный», которое сейчас употребляют, где надо и не надо и все, кому не лень.

Итак, Библия – это история того, как человек пытался удовлетворить свою потребность в познании самого себя и всего сущего на Земле и во Вселенной.

Поиск истины начался с Адама, после того, как он вкусил яблоко от древа познания. У него проснулся разум и он стал тем, чем сейчас является человек – «homosapiens», то есть человек разумный. Он заинтересовался окружающим миром и стал самому себе задавать вопросы. Его, наверное, интересовало многое; например, почему небо голубое, почему на нем появляются облака и почему с неба иногда идет дождь.

Вот здесь-то, мне кажется, и кроется самое главное, что характерно для науки и для людей, которые ею занимаются. Эти люди стали задавать вопросы природе и стали искать общую причину разных событий.

На самом деле, человечеству известно только то, что дошло до наших дней в виде различных исторических документов, таких как археологические находки и останки различных архитектурных памятников и произведений живописи и скульптуры. Что-то такое из древних записей шумерских мудрецов на глиняных дощечках, да немногочисленные египетские иероглифы.

Поэтому мы с большей уверенностью можем говорить о науке, опираясь лишь на более поздние документы. По этим документам жители процветающих городов Малой Азии, научились абстрактно мыслить, не связывая свои мысли с какими-то божественными и религиозными силами. Отличились в этом люди древней Эллады. И это было величайшим достижением греческого народа.

Вот в этом месте необходимо вспомнить, чем же человек отличается от животного, учитывая все выше сказанное, включая и Адама.

Из многочисленных высказываний по этому поводу, мне больше всего импонирует следующее: наблюдая за полетом птицы, человек в это время может не думать об обеде.

Итак, возвращаемся к нашим древним грекам. Вначале не было деления на то, что сегодня мы называем философией, математикой и естественными науками. Предполагалось, и весьма обоснованно, что правильные заключения о строении мира можно получить только с помощью разума.

Джордано Бруно в своих размышлениях, которые частично, к счастью, сохранились и до наших дней, прекрасно сказал: «Человек познает мир через ощущения, разум и интеллект».

Интересно отметить, что этот великий ученый разделят понятия разум и интеллект и очень оригинально объясняет это различие с помощью лунного света.

Ночью человек видит освещенный участок, то есть ощущает его через органы зрения. Разум подсказывает, что где-то должен быть источник света. Он поднимает голову, смотрит на небо и видит Луну. Внимательно всматриваясь в светлый диск Луны, он догадывается, что это «светило» является отражателем какого-то более сильного источника света. Интеллект говорит, что должно существовать Солнце, которое освещает Луну.

Мы привыкли считать разум и интеллект одним и тем же. Однако если вспомнить «intelligence service» – что означает исследовательские услуги, то становится понятно, что Джордано Бруно был совершенно прав, различая эти два понятия.

Древние греческие философы и естествоиспытатели (которых еще нельзя было отличить по роду их занятий), вооруженные разумом и интеллектом, стали обсуждать свойства чисел, свойства языков, находить первые законы природы. Они поняли, что любые утверждения надо не только проверять на практике, но и доказывать логически (а не ссылаться на волю богов), и они научились это делать. С тех пор неисчерпаемая жажда знаний превратилась в движущую силу развития цивилизации.

Необходимо отметить два достижения древнегреческой науки. Первым достижением была греческая геометрия. Это геометрия известна школьникам всего мира вот уже на протяжении двух тысяч лет, как геометрия Эвклида.

Другое великое достижение – это астрономия. Здесь они подошли значительно ближе к современной науке, проводя поразительно точные наблюдения звезд и особенно планет. Эти наблюдения греки использовали для построения и проверки теории о движении небесных тел.

Надо сказать, что земные успехи науки были гораздо скромнее. Греки знали, что натертый янтарь притягивает соломинки и пылинки, что камень из местечка Магнезия в Малой Азии притягивает железо и замечали, что шест, торчащий из воды, кажется переломленным. Но ни в одной из областей науки, к которым эти явления относятся, они не добились сколько-нибудь значительных результатов.

Истинная причина таких неудач, на мой взгляд, крылась в том, что греки не способны были понять важность этих, на первый взгляд мелких, пустяковых явлений. И это характерно не только для греков, но и для большинства людей и в наше время.

Возьмем геометрию Лобачевского. Тысячи людей до того момента, когда Николай Иванович Лобачевский опубликовал свой труд, глазели на глобус. Моряки научились ориентироваться в море по звездному небу, прокладывая маршруты кораблей. Но до неевклидовой геометрии додуматься никто не смог. Приведу еще один пример. Иногда я задаю такой вопрос своим слушателям: «Сколько человек во всем мире со времен Адама видели, как падают яблоки с яблонь? Наверное, миллионы. Но только один человек, глядя на этот процесс, открыл закон всемирного тяготения».

Опыты с маленькими кусочками бумаги, к которым подносится гребешок или расческа из диэлектрика, которыми только что провели по сухим волосам или полоски железа или гвоздики, взаимодействующие с магнитами, просто забавны, но вряд ли они кажутся особенно важными. С этими опытами знакомятся в раннем детстве, наверное, все люди, живущие на Земле. Ну, и что? Ничего. Просто время провели интересно.

А вот небо для человека было всегда таинственным и величественным, особенно в древние века. Иногда оно внушало страх и желание ему поклоняться, но для мыслящих людей оно, несомненно, всегда вызывало интерес отнюдь не как объект поклонения.

В те времена, когда совершались великие географические открытия, такие, как мореходный путь вокруг Африки в Индию и открытие Америки, человеческий разум стал пытаться сделать открытия иного рода. Например, появился интерес и к самому себе. Как человек мыслит? Разум все больше и больше задавал вопросов и требовал ответов на явления, окружавшие человека.

Главным открытием науки стало то, что человек понял, что существуют вещи, которые стоит открывать. Тогда пустяковые камешки из Магнезии и кусочки янтаря стали приобретать совсем иное значение. А со времен Максвелла людям, постигшим суть этих явлений, стало ясно, что законы, управляющие поведением янтаря и магнитов, столь же фундаментальны, как и другие мировые законы, которым подчиняется материя.

Итак, человек, решившийся посвятить свою жизнь науке, должен быть наблюдательным. Если этого качества нет от рождения, то он должен развивать в себе это качество. Рецепты, как это делать, по всей вероятности, существуют, и их применяют в школах, где учат на разведчиков. К сожалению, в научном мире официально этими вопросами не занимаются. По крайней мере, я не слышал, чтобы занимались.

Беседа вторая

Чем выше человек восходит в познаниях, тем

пространнейшие открываются ему виды.

(Александр Николаевич Радищев)

Характерные черты науки и исторические примеры их подтверждающие

Разговор начнем с одного момента, который в последнее время начинает обсуждаться. Я имею в виду философию. Споры идут на тему:

Философия – это наука или нет? Почему эти споры возникли только сейчас? Ответ на этот вопрос, мне кажется, кроется в следующем.

В период царствования коммунистической идеологии из всех философских течений и направлений, порожденных за историю человечества, признавалась только одно – марксистско-ленинское. Эта марксистско-ленинская философия была единственная, которая не подвергалась критике. Человека, пытавшегося это делать, просто уничтожали как врага народа. И эта философия считалась основной самой главной наукой. Все остальные науки, такие как физика или математика, считались ее служанками. Я слышал подобные утверждения неоднократно, когда был студентом, и позднее, когда был слушателем вечернего университета марксизма-ленинизма. Это провозглашали, естественно, преподаватели этой самой марксистско-ленинской философии, совершенно игнорируя слова К. Маркса о роли математики в науке, как я об этом уже сказал выше.

Давайте попытаемся подойти к этому вопросу объективно. У философии и науки есть один общий характерный признак: они преследуют, в конечном счете, одну общую цель – познать мир и нас самих в этом мире. Но отправные моменты у них разные.

Наука начинает с подробного рассмотрения частного, частных случаев и, если можно, переходит от них к более общим явлениям. Философия же начинает с общего и пытается объяснить частное.

Мне могут с возмущеньем возразить:

– Это что же, вы хотите сказать, что наука не заглядывает действительно глубоко?

– Да! Именно это я и хочу сказать. И в подтверждении своих слов привожу несколько слов из истории науки, показывающих, что все, как правило, начинается с частных случаев.

Очень показателен пример появления понятия «квант». Как известно, термин этот появился в научном мире с подачи Макса Планка. Он впервые предложил рассматривать тепловое излучение как поток неких квантов (порции энергии), равных произведению некоторого коэффициента на частоту излучения, то есть

Коэффициент h – выражал минимальный квант действия и впоследствии получил название «постоянной Планка».

Откуда же в голове ученого появилась идея квантов? Как пишут историки, Макс Планк, будучи студентом Мюнхенского университета, кроме лекций по обязательным дисциплинам, посещал еще и лекции профессора, который работал в области естественных наук, таких как биология и медицина. И тот профессор однажды рассказал слушателям, что сокращения мышц, приводящие к движению балерины во время танца, совершается не плавно, как видят глаза зрителей, наблюдающих изящные и плавные движения балерины, а отдельными микроскопическими импульсами. И он тогда высказал мысль, что эти порции сокращений можно выразить в виде последовательной череды их, и они обеспечат движение того или иного органа человека, да и не только человека, а вообще всего живого на Земле.

Макс Планк запомнил эти слова и когда задумался через несколько лет о механизме излучения тепла от нагретого тела, он вспомнил высказывание своего учителя.

В дальнейшем идею квантования энергии подхватил Альберт Эйнштейн, хотя Макс Планк просил не применять ее к свету. Однако, А. Эйнштейн, будучи в два раза моложе Макса Планка (он был в возрасте 21-го года, а Планк – 42-х лет), все-таки предложил ученому миру сумасшедшую по тому времени идею – представлять световой поток, как поток частиц – квантов, энергия которых равна «», где «» – частота света. Эта идея казалась сумасшедшей потому, что к концу 19-го века волновая теория света, казалось, окончательно победила во всем мире.

Идея стала жить, так как она объясняла такой необъяснимый эффект, как фотоэффект. В конце концов, появился новый раздел физики, который стал называться квантовой механикой.

В наши дни идея квантования перешла в новые, казалось бы, не имеющие никакого отношения к квантовой механике, области науки и техники. Имеются в виду различные цифровые системы, применяющиеся в областях информационной техники. Эти системы, как известно, служат для передачи, приема, обработки и хранения информации (цифровое телевидение, фотоаппаратура, компьютерные системы и т. д. и т. п.).

Говоря о квантовой механике, уместно упомянуть о курьезном случае, который является не единственным в истории науки. Когда в результате многочисленных экспериментов были установлены волновые свойства электрона, то Шредингер предложил для математического описания движения электрона, как волны, уравнение, которое известно сейчас как волновое уравнение Шредингера и которое он написал без вывода!

Вот это уравнение:

В уравнении функцией независимых переменных координаты «x» и времени «t», является величина, обозначенная Шредингером буквой греческого алфавита «Ψ». Когда Шредингера спросили, что означает величина «Ψ» (пси), он ответил: «Я не знаю!».

И только позже другой ученый Макс Борн объяснил всему миру физический смысл основной величины «Ψ», указывающий на вероятностный характер поведения электрона, которая впоследствии так и осталась в физике под названием пси-функция.

Но на этом история с волновым уравнением не кончилась.

высказал идею о нематериальности пси-волн, то он вызвал бурное оживление среди философов – догматиков.

Один профессор философии называл создателей квантовой механики даже «агентами империализма», которые путем неправильного истолкования пси-волн откровенно намеревались увести пролетариат от классовой борьбы с капиталистами.

Подобные нападки на квантовую механику звучали не только в нашей советской стране, но даже на гнилом Западе.

Один француз окрестил квантовую механику «обскурантистским учением» – чет-то вроде богословской теории. Другой назвал ее вместе с теорией относительности «абракадаброй 20 века».

Но самое удивительное в этой истории было поведение самого Шредингера.

В это время, как я уже сказал, стала формироваться новая физика – «квантовая механика». Одним из главных ее создателей стал молодой ученый Гейзенберг. Это был очень талантливый человек, но при этом довольно безграмотный. Для своей новой физики он выдумал свой математический аппарат – матричное исчисление, – не подозревая о том, что оно уже придумано и ученый образованный народ давно им пользуется.

Шредингер терпеть не мог этого выскочку и шарлатана, как он его называл. И вдруг, когда Шредингер узнал, что в основу квантовой механики (которую он тоже не признавал), положено его уравнение, он сказал: «Если бы я знал, что мое уравнение будет фундаментальным в этой шарлатанской физике, я бы, написав его, тут же выбрасил бы его в мусорную корзину».

Абрам Федорович Иоффе, лекции которого мне посчастливилось слушать, рассказал однажды такую историю.

Будучи молодым ученым в возрасте 22-х лет, он работал в Германии в лаборатории у Рентгена. Конец 19-го века, Джозеф Джон Томсон в 1897 открывает электрон. Весь мир взбудоражен этим открытием, кроме Конрада Рентгена. Он, открывший рентгеновские лучи или «Х»-лучи, как он их называл, заявляет своим коллегам и ученикам в лаборатории о том, что он уволит любого, кто произнесет слово «электрон» в его присутствии. Мог ли думать или точнее догадываться тогда Рентген, как будет использоваться его открытие в дальнейшем. Вряд ли бы он мог предполагать, что с помощью его лучей будет открыта структура ДНК и как следствие этого в 21-м веке будет открыт геном человека. Рентген даже не подозревал, что «Х»-лучи возникают, как результат торможения электронов, существование которых он так и не признал до самой смерти.

Еще об одном примере, показывающим, как научное открытие, представляющее собой узкое, частное направление, начинает применяться во многих других областях и само становится постепенно общим и величественным, что даже самые гениальные умы не могут этого предвидеть.

В мире имелось всего несколько человек, которые трудились и пытались как можно точнее измерить временные промежутки. Астрономия предъявляла все более жесткие требования службе точного времени.

Все существующие до середины 20-го века приборы и устройства не обладали той точностью, которая была необходима для данной области науки. Отклонение самых точных часов на доли секунды в год не устраивали современных астрономов, да и не только астрономов, но и других ученых, занимающихся в некоторых областях физики.

Поэтому шла работа о создании сверхточных часов. Применяемые для стабилизации частоты кварцевые пластинки, не удовлетворяли ученых.

Где-то в середине 20-го века в качестве колебательных элементов стали применять колебания молекул в молекулярных пучках. Эти устройства получили название «мазеры» (от английских слов Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation), что означает усиление микроволн (СВЧ) в результате вынужденного излучения. Такие квантовые генераторы и усилители используются в качестве квантовых стандартов частоты (СВЧ – колебания лежат в диапазоне Гц).

Подобный мазер был изготовлен и сконструирован нашими отечественными физиками Николаем Геннадиевичем Басовым и Александром Михайловичем Прохоровым. Сейчас он находится в Пулковской обсерватории, как музейный экспонат.

Рассматриваемый пример ярко показывает, как развивалась научная мысль.

Альберт Эйнштейн еще в 1916 году предсказал явление индуцированного излучения, ввел вероятности спонтанного и вынужденного излучений (коэффициенты Эйнштейна).

Валентин Александрович Фабрикант в 1939 году в пятой главе докторской диссертации изложил и показал возможность усиления света за счет вынужденного испускания в плазме с инверсией населенностей на энергетических уровнях, а в 1951 году сформулировал принцип усиления электромагнитного излучения при прохождении сред с инверсной населенностью (идея квантового усилителя).

Интересно, что на этот факт при защите диссертации, никто из членов ученого совета не обратил внимания.

Однажды где-то вначале 50-х годов прошлого столетия в США собрались на научную конференцию те ученые, которые работали в различных странах в службе точного времени. Конференция была немногочисленна, так как в этой сфере трудились отдельные энтузиасты. И вот на место докладчика вышел очередной участник конференции, притащив с собой какой-то прибор. Провозившись с ним некоторое время, он включил его, и все увидели тонкий красный луч, который не расширялся, как это бывает с обычным световым лучом, а сохранял постоянную площадь поперечного сечения при удалении от источника. Короче говоря, пред глазами изумленных участников конференции сиял луч, подобный тому, который описал Алексей Толстой в своем романе «Гиперболоид инженера Гарина».

Никто из присутствующих не предполагал тогда даже тысячной доли из тех применений, которые нашел лазерный луч сегодня. Подчеркиваю, он был создан как источник монохроматического света, где использовались колебания с частотой 1015Гц, позволяющие получить еще более точный отчет времени, по сравнению с лазерами.

Вновь вспоминаю свои студенческие годы. В это трудно поверить, но все преподаватели – доценты и профессора, специалисты из различных научных областей, как будто сговорившись, пытались внушить нам мысль, что световой луч, подобный лучу, излучаемому гиперболоидом Гарина, создать принципиально невозможно.

По-видимому, никакого сговора не было, а было просто указание «сверху». Дело в том, что из нас готовили специалистов для атомной энергетики, а еще точнее – для производства атомных бомб. Проектом этой кузницы кадров руководил председатель КГБ . Руководство считало, что наши мозги должны были быть настроены только на атомную физику и не отвлекались бы на всякую ерунду.

Вообще в течении своей жизни я испытал и наблюдал много всяческих запретов со стороны власти. И среди этих запретов нередко были такие, которые касались непосредственно области науки.

Наконец, последний пример того, как в науке от частного приходят к общему.

Опять же в середине 50-х годов ХХ-го века ученый мир Советского Союза очень робко и осторожно, чтобы не лишиться ученых званий или даже не оказаться в местах не столь отдаленных, как у нас было принято называть сталинские лагеря, заговорил о новой науке – кибернетике.

Эта наука пришла с проклято прогнившего Запада от ее создателя Норберта Винера, прохиндея, шарлатана и лжеученого по оценке наших коммунистических идеологов.

Чем же так не понравилась нашей правящей верхушке эта наука? Да, тем, что термин «кибернетика» произошел от греческого слова «кибернос» – рулевой. А у нас в стране развитого социализма одним из основных партийных лозунгов был лозунг – «Партия – наш рулевой».

У меня еще свежо в памяти событие, которое произошло во время игры КВН. Тогда один из участников решил сострить по этому поводу и сказал:

– Партия, дай порулить.

Об этом веселом и находчивом я больше не слышал, хотя это было, по-моему, уже во времена гласности, при .

Итак, все было просто и понятно. Партия – наш рулевой. А тут какая-то кибернетика.

Помнится, что в 1956 году, на дверях главного корпуса ленинградского научно-исследовательского института, где я работал, появилось маленькое объявление: «сегодня в 1830 в актовом зале состоится лекция на тему «Что такое кибернетика». Поскольку слово это было до сих пор ругательным и запрещенным, то естественно народ повалил на эту лекцию, даже несмотря на то, что она была назначена после окончания рабочего дня. Как обычно, после окончания рабочего дня институт мгновенно опустевал. Как правило, все трудящиеся настолько быстро покидали учреждение, что это не входило ни в какое сравнение даже с учением по гражданской обороне, когда нужно было можно скорее эвакуироваться, то есть покинуть здание. Ну, не мне вам рассказывать. Вы сами прекрасно знаете, насколько быстро студенты покидают аудиторию после слов преподавателя о том, что занятия окончены.

Но вот в тот раз это запретное слово «кибернетика» как магнитом потянуло людей в актовый зал.

Оказалось, что ничего криминального и контрреволюционного в словах лектора не было и вообще, мало, кто чего понял. Даже было некоторое разочарование, и я ни у кого не заметил проснувшегося желания заниматься этой наукой. А впрочем, лекция, может быть, специально была преподнесена в несколько заумной и суховатой форме. А эта наука, начавшись в 40-х годах 20-го века, впоследствии стала матерью таких наук, как «теория информации», «теория алгоритмов», «теория автоматов», «исследование операций», «теория распознавания образов» и т. д.

Все эти самостоятельные направления пользуются одним общим инструментом – электронной вычислительной техникой.

На электронные вычислительные машины (ЭВМ) легла нагрузка воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. К ЭВМ стали предъявлять все более и более жесткие требования. Во-первых – высокое быстродействие, во-вторых – высокая надежность. Очень быстро в области развития ЭВМ возникла тупиковая ситуация. Дело было в том, что первые вычислительные машины, как и вся радиоэлектронная аппаратура того времени были созданы на радиолампах и дискретных радиодеталях.

Первые образцы ЭВМ занимали залы площадью в сто и выше квадратных метров, а надежность их была где-то около нуля. Это происходило потому, что основным активным элементом принципиальной электрической схемы являлась радиолампа, которая из всех деталей была самой ненадежной.

А поскольку ЭВМ имели несколько сотен ламп, то такие машины, как, например, «Стрела», работали около часа в течении рабочего дня, а все остальное время простаивали из-за ремонта.

Ученым, нуждающимся в вычислениях на подобных машинах выделялось машинное время. Образовывались безумные очереди и своего машинного времени надо было ждать иногда неделями. Поэтому ученые по-прежнему пользовались механическими калькуляторами или арифмометрами марки «Феликс», которые верой и правдой служи долгие годы всем счетоводам и бухгалтерам во всех конторах нашей необъятной чиновничьей родины, производя исправно четыре арифметических действия, когда пользователь крутил ручку этого безотказного и надежного прибора.

Те задачи, которые решают сейчас на компьютерах, ламповые монстры решать были не способны. Здесь уместно упомянуть о современных мобильных телефонах. Если представить себе ламповую ЭВМ, которая бы была способна выполнять все те функции, который выполняет сотовый, мобильный телефон, умещаясь на ладони, потребовалось бы, как я сказал, помещение в несколько десятков, а то и сотен квадратных метров.

И вот здесь на помощь пришла полупроводниковая техника. Необходимо отметить, что развитие полупроводниковой техники стало возможным благодаря одному из крупных достижений теоретической физики в 20-м веке – это физика полупроводников.

С заменой ламп на полупроводники надежность машин стала повыше, но габариты и быстродействие в лучшую сторону практически не изменились.

Особенно острая ситуация возникла при «начинке» подвижных объектов и, в частности, летающих. На ракетах и самолетах, где ценится каждый грамм веса и кубический сантиметр объема стало просто невозможно размещать приборы и устройства для радионавигации, управления и выполнения прочих функций, которые при возрастающих скоростях все более усложнялись и требовали также усложнения и соответствующих электронных устройств.

Перед учеными возникла задача – во что бы то ни стало необходимо уменьшить габариты и потребляемую мощность радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры.

Мозг работал стандартно. Стали уменьшать каждую радиодеталь, входящую в данное устройство. На уменьшение размеров, скажем, конденсатора или резистора в два раза при сохранении всех их электрических параметров тратилось очень много сил и средств.

В результате появились, например, конденсаторы в десять раз меньше по размеру, но той же емкости. Но, в конечном итоге, такое простое уменьшение деталей или, как стали говорить, – «микроминиатюризация» – дела не решало. Габариты уменьшались, а сложность схемы устройства повышалась, так как усовершенствование и добавление каких-то новых функций требовало этого схемного усложнения. В конце концов, все оставалось на прежнем уровне.

Было очевидно, что данный вопрос нужно решать иначе, а именно, принципиально изменить подход к конструированию и технологии радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры.

И вот вместо термина «микроминиатюризация» (очень трудно произносимого) появился термин «микроэлектроника».

Микроэлектроника началась с абсолютно непримечательной мелочи: вместо одного транзистора, формируемого на полупроводниковом кристалле, было предложено поместить по еще одному эмиттеру и одному коллектору, а базу сделать общей. Таким образом, на одном и том же кристалле стали формировать уже по две транзисторные структуры. Но объема кристалла вполне хватало для того, чтобы в нем разместить еще несколько подобных структур. И пошло и поехало, как говорится. Вскоре появились первые микросхемы, выполненные с помощью новых технологий: тонкопленочной, диффузионной и планарной. Первые микросхемы в одном корпусе содержали по несколько активных и пассивных элементов и имели до десятка выводов, соединяющих их с другими микросхемами и блоками. В настоящее время появилась реальная возможность размещать в одном кубическом сантиметре объема до нескольких сотен, а иногда и тысяч бывших дискретных элементов. Возникла новая проблема: при такой высокой плотности компоновки потребовалось очень интенсивно отводить тепло. По расчетам ученых, современные технологии позволяют получать такие плотности компоновки, что если даже все элементы будут иметь рабочие токи и напряжения порядка микроампер и микровольт, то без интенсивного отвода тепла в таком устройстве температура поднимется до температуры красного каления.

Тем не менее, работа над повышением плотности компоновки продолжается и достигла таких результатов, что размеры отдельных частей схем, воплощенные в конструкции, достигают порядка нанометров.

Появилась новая нано-технология. Ей принадлежит будущее, и сейчас трудно сказать, к каким удивительным устройствам и открытиям придет человечество благодаря этой технологии.

Уже сегодня кажется фантастическим тот факт, что люди могут переговариваться между собой, находясь за тысячи километров друг от друга, где-нибудь на необитаемых островах, не имея при этом громоздких раций и прочих внушительных устройств и приспособлений, а имеющих только маленькую безделушку (по виду), умещающуюся на ладони – мобильный телефон, о котором упоминалось выше.

Рассмотренных примеров вполне достаточно, чтобы убедится в том, что характерной чертой науки является переход от частного, порой ничем непримечательного, на первый взгляд, явления к нахождению его связи с другими явлениями, обобщению их, созданию теории, и на основе ее, получения уже ожидаемых новых результатов, таких, которые поражают воображение даже самих создателей.

Беседа третья

Некоторые размышления о научном методе и методологии науки

О научном методе почему-то любят поговорить, в первую очередь, люди, которые наукой никогда не занимались и не собираются ею заниматься. Мне кажется, что подавляющее большинство около научных персон никогда не понимали, что такое научный метод, а для людей, действительно занимающихся продолжительное время научной деятельностью, сущность научного метода понятна, но не до конца. Я уверен, что вряд ли найдется такой ученый, который заявит, что он абсолютно четко представляет себе, что такое научный метод, если он, конечно, честен, в первую очередь, перед самим собой.

Но, тем не менее, попытаемся все-таки определить те реперные или опорные точки, по которым мы будем ориентироваться, чтобы не удалиться далеко в сторону от темы.

Прежде всего, обратимся к существующим определениям, помещенным в различных словарях.

Итак, метод – способ теоретического исследования или практического осуществления чего-нибудь (Словарь русского языка ). Примеры методов: 1) Исследование спектров звуковых шумов проводилось методом разложения периодических сигналов в ряд Фурье; 2) Фиксация деталей осуществлялась методом пайки.

Методология – а) учение о научном методе познания; б) совокупность методов, применяемых в отдельных науках (тот же словарь ).

Методология науки – учение о принципах построения, формах и способах научного познания. Общая методология научного исследования – диалектический и исторический материализм. Марксистско-ленинская методология выступает не только орудием теоретического познания, но и революционным преобразованием действительности (Советский энциклопедический словарь).

Методология – учение о методе научного исследования. Марксистский диалектический метод – единственно правильный, последовательно-научный метод познания мира и его революционного преобразования (краткий словарь иностранных слов, Москва, 1952).

Как видно, последний словарь был выпущен еще при жизни Сталина. Представляете, каково было в те годы молодым ученым постигать азы научной работы, когда официальные определения научного метода и методологии то и дело призывали заниматься не наукой, а революционным преобразованием действительности. Занятия же революционным преобразованием могли привести молодого человека только в Магаданский край.

Ну, а нам что прикажете делать? Хочешь, не хочешь, а как-то приходится выпутываться из этой ситуации. Нам предстоит стать, в конце концов, магистрами. Вот здесь я произнесу, на мой взгляд, одну из главных заповедей, которую не должен забывать ученый ни на одну секунду – руководствоваться здравым смыслом. Не забывая об этом, попытаемся рассуждать.

Мне не раз приходилось слышать на лекциях крупных ученых, что научный метод – это не столбовая дорога к открытиям. Вот с этим утверждением я абсолютно согласен.

Так все-таки, что же такое научный метод? Можно сказать в порядке размышлений, что научный метод – это, скорее всего, совокупность правил, соблюдая которые каждый научный сотрудник, скорее всего, сократит время научного поиска и уменьшит вероятность неверных действий. Это с одной стороны.

С другой стороны, научное исследование – это искусство, а правила в искусстве иногда вместо пользы приносят вред. Это тоже надо иметь в виду. Постараюсь объяснить этот момент.

Различные области науки достаточно сильно отличаются одна от другой, и нелегко бывает найти какое-либо правило, чтобы оно подходило ко всем областям без исключения.

Одни науки, такие как физика, астрономия и генетика могут широко использовать математику, причем не только для обработки наблюдений, но и для теоретического анализа. В ботанике же, например, математические методы принесли пока мало пользы, но зато очень важную роль играет классификация. А правильно организованная классификация уже отражает высокий уровень познания.

Одни науки, такие как физика, физиология, часто прибегают к эксперименту, а вот в астрономии и геологии эксперимент почти не возможен и ученые в этом случае довольствуются только наблюдениями.

В ряде наук возможны и важны точные измерения, в других то, что лежит в их основе, вообще не поддается измерению.

Но, если искать общие черты, присущие научному методу во всех областях знания, то можно все-таки найти некоторые очевидные требования:

–  беспристрастный подход к проблеме;

–  готовность учитывать все разумные возможности;

–  готовность преодолеть трудности ради точности там, где она невозможна;

–  умение не остаться в плену предубеждений.

Мне могут возразить, что эти требования можно предъявить и к другим интеллектуальным занятиям, например, к юриспруденции, которое не попадает под определение науки, записанное в первой беседе.

Да, действительно так. Я с этим не спорю. Подобные требования не являются абсолютным законом, которые надо неумолимо выполнять, как говорят, вылезая вон из кожи. Но, как показывает практика, придерживаться их желательно.

В науке, как и в живописи, архитектуре, театре и других видах искусства, важен выбор. Ученый должен уметь с готовностью изменить или даже отбросить любимую теорию, если факты противоречат ей. Он должен верить, что в природе существует некоторая рациональность, но он не должен считать, что природа полностью детерминирована. Тем не менее, наука считает течение событий достаточно закономерным, чтобы предсказать их дальнейший ход.

Для объяснения какого-либо явления обычно выдвигаются версии-гипотезы. После логического разбора гипотез и сопоставления их с ранее известными наблюдениями и опытами, наиболее правдоподобные подвергаются экспериментальной проверке. Если эксперимент подтвердит гипотезу, она становится теорией, объясняющей известный ряд фактов. Если эксперимент не подтвердит ее, то выдвигается новая гипотеза и вновь подвергается проверке путем анализа, наблюдения и эксперимента. Вот такая последовательность действий, такой метод разрешения проблем и называется научным методом.

Для молодых людей, которые только-только начинают заниматься научной работой не будет лишним прислушаться к следующему совету.

Начиная изучать ту или иную науку, открывать и постигать для себя новые законы, лучше всего знакомиться с вопросом по литературным источникам, написанными различными авторами. Освещение изучаемого материала с различных точек зрения, как правило, позволяет полнее и точнее разобраться и понять суть изучаемого явления.

Если есть возможность, можно познакомиться и с биографией ученого, чьи работы вы изучаете, познакомиться со временем, в котором жил этот ученый, его связями с другими людьми науки. Постарайтесь обратить внимание на то, почему жизнь заставила прийти к определенным понятиям и единицам измерения, касающимся данной области науки. Вершиной ваших праведных трудов будет открывшийся для вас путь, по которому двигались и развивались мысли в головах ваших предшественников. Только после такого подхода к изучению и решению поставленной перед вами задачи, появится большая вероятность того, что вы поймете и прочувствуете ваши дальнейшие действия и что они окажутся правильными.

Говоря о научном методе, нельзя не упомянуть о научном методе работы, рекомендованным Николаем Николаевичем Лузиным своим ученикам.

Николай Николаевич Лузин был выдающимся математиком и профессором МГУ им. в 20-е годы ХХ века. Школа 20х годов была им поставлена на уровень, превосходящий все уровни других научных центров мира. Его многочисленные ученики достойно продолжали дело своего учителя. Подтверждением этих слов является хотя бы такой факт, как школа математики в Новосибирском научном городке, которую много лет возглавлял ученик знаменитый академик Андрей Николаевич Колмогоров.

Николай Николаевич Лузин говорил: «Берясь за какую-либо проблему, надлежит смотреть на нее с различных точек зрения. Надо пытаться доказать гипотезу и одновременно опровергать ее. Если доказательство не выходит, надо переходить к опровержению гипотезы, к построению противоречащего примера. Если не получается построение, надо снова вернутся к доказательству. И пока не получится результат, нельзя покидать данную область».

При изучении истории дело обстоит иначе. Нельзя гарантировать, что заключения, сделанные на основании изучении истории средних веков, сколько бы тщательно они не проводились, окажутся полезными в наше время. Но заслуги истории, так же как ценность эпических знаний, этим не сколько не умаляются. Просто это значит, что история это не наука, а история.

Однажды в газете «Аргументы и факты» мне попался на глаза афоризм Сергея Сидорова: «Будущее выдумывают фантасты, прошлое – историки». Этот афоризм очень точно оценил положение, которое сложилось в нашей стране с историей России в годы власти большевиков. Эта, так называемая, «наука» была сфальсифицирована, извращена, одним словом, политизирована на сто процентов. В мире истинной науки такого безобразия встретить невозможно. Представьте себе, что изменены законы Архимеда, законы Ньютона, что дважды два – пять и т. д. Хотя, попытки вмешаться в науку и историю науки при власти большевиков были неоднократны. Я только под старость лет узнал, что историю, касающуюся нашего государства и его высших представителей в области науки и искусства, мне преподносили иногда в таком виде, что это никак не укладывается с понятием – научный метод.

Вспоминаю кампанию, развязанную коммунистическими идеологами под руководством под названием «Борьба с космополитизмом». В то время я был студентом и мне не раз приходилось видеть, как, излагая вводные лекции в начале изучения какой либо дисциплины, преподаватели словно бы надевали на лицо маску и буквально проговаривали текст лекций, который им был «спущен сверху», без всякой интонации. В этих лекциях абсолютно все прежние научные достижения, какие были сделаны в мире в какой-либо области, оказывались сделанными у нас в России.

Так паровую машину изобрел не Джеймс Уатт, а братья Черепановы, электрическую лампочку не Эдиссон, а Яблочков, а все остальное – . Не тронули только выше упомянутые законы Архимеда и Ньютона. Мы прекрасно понимали, что преподаватели не виноваты и поэтому относились к ним сочувственно. Вообще чувствовалось этакое молчаливое понимание друг друга.

Наряду с этой вакханалией была еще борьба с иностранными терминами. Все переделывалось на русский лад. Представляю картину: самые яркие борцы с космополитизмом вдруг бы воскресли и прошлись по современным улицам наших городов. От изобилия различных вывесок и витрин с иностранными названиями они бы быстренько убрались восвояси, то есть на тот свет.

В 1983 году издательством «Наука» был выпущен биографический справочник «Физики», автор . В справочнике собраны сведения о всех известных физиках, которые жили на планете Земля, начиная с Аристотеля, кроме… академика Андрея Дмитриевича Сахарова.

Конечно же, это не автор справочника про него забыл. Просто имя в семье физиков не позволило бы издать эту книгу. Власть с радостью бы напрочь стерла его имя не только со страниц книги, но и из памяти его современников. В это время он был в опале и в ссылке в Нижнем Новгороде (тогда в г. Горький).

Этот пример лишний раз доказывает, что никакие научные методы с понятием «история» не совместимы.

28 марта 2007 года по телевизионному каналу «Россия» в 00.15 состоялась демонстрация документального фильма «Петр Капица. Триста писем в Кремль». Из этого фильма я узнал, что Николай Николаевич Лузин, о котором я упоминал выше, оказывается, так же подвергался преследованию со стороны властей. Если бы не заступничество Петра Леонидовича Капицы, то неизвестно, какова бы была его судьба. написал очередное письмо в Кремль, в котором он просил не трогать , так как тот является всемирно известным представителем советской науки. Несмотря на то, что власти также косо смотрели на самого , после его письма они больше не тревожили.

Вспомнив о , уместно привести слова Д. Данина из его книги «Неизбежность странного мира», с.172. Он пишет: «Академик Капица советует своим сотрудникам не лазать по библиотечным полкам в поисках путей для решения новых проблем. Надо самому постараться найти верный путь, а потом уже изучать литературу вопроса.

Такие наставления редко слышат ученики от своих учителей. Капица слышал их от Резерфорда, Резерфорд – от Томсона.

Это «закон самостоятельности». Он помог Джи-Джи в 1897 году открыть существование электрона».

Вы уже, вероятно, заметили, что во всех разделах наших бесед, я все время затрагиваю одну тему, которую можно было бы назвать: «Наука и власть». Об этом можно вести отдельный разговор, так как исторические сведения и настоящая действительность показывают нам, что власть при каждом удобном случае пытается повлиять на ход и развитие науки, как правило, не в лучшую сторону. Это можно объяснить тем, что ученые, то есть люди интеллектуально развитые всегда вызывают у властей всех мастей настороженность и потенциальную враждебность, так как ученые люди непредсказуемы и неизвестно, что они могут выдумать. А все непредсказуемое и непонятное любая власть не любит.

Беседа четвертая

Наука и мистика

«Наука строится из фактов, как дом строится из кирпичей. Однако нагромождение фактов не есть наука, так же как груда кирпичей не есть дом».

(Жюль Пуанкаре)

Высказывание математика Жюля Пуанкаре, взятое в качестве эпиграфа, является хорошим доказательством того, что мистика или мистицизм не являются наукой, как это считают некоторые. Обосновывая, что наука и мистика – это одно и тоже, эти люди считают, что мистицизм – это учение, исходящее из того, что подлинная реальность не доступная разуму, постигается лишь интуитивным способом.

Человечество произвело своеобразную классификацию фактов, наблюдаемых в процессе познания мира. Те факты, которые подчиняются определенным закономерностям, несомненно, относятся к науке, а те факты, скорее даже не факты, а необъяснимые предположения, – относятся к мистике.

На границе этих двух категорий находятся так называемые гипотезы. Вот такое разделение на науку и мистику сделано не зря. Любая классификация в любой отрасли науки делается для того, чтобы не было хаоса и нагромождения информации.

Это не что иное, как гигиена умственного труда. В любом труде должна быть соответствующая гигиена и порядок.

Мне хорошо знакома ситуация, когда при строительстве какого-либо объекта все бросается под ноги: и инструмент, и стройматериалы. В этом случае с большой вероятностью можно получить травму, испортить инструмент или материал и т. п. Кроме того, тратится уйма времени, чтобы найти тот же инструмент среди созданного беспорядка.

Итак, мистика – это то, что содержит в себе еще не познанное, не открытое, не осознанное, но на уровне интуиции допускается существование того или иного явления, а также все наблюдаемые, но не объяснимые факты.

Таким образом, мистика – это кладовая, из которой человек время от времени что-то извлекает в виде открытий, создает теории, устанавливает закономерности и переносит в науку.

А наука – это способ организации знания.

Теперь, при таком взгляде на мистику можно понять и фразу Эйнштейна, сказавшего: «Здравый смысл – это те предрассудки, которые складываются в возрасте до восемнадцати лет».

До восемнадцати лет человек учится, то есть познает то, что прочно вошло в учебники. А что допускается в учебники? Только то, что после установления определенных закономерностей ничем не было опровергнуто. Учебник – своего рода сборник догм. С помощью такого сборника «прописных истин» происходит своеобразное «зомбирование».

Но все же, с Эйнштейном я здесь не согласен. Слово «предрассудок» обозначает ставший правильным ложный знак на что-нибудь (словарь русского языка ). Я же под здравым смыслом понимаю нечто другое, а именно, если, например, сосулька весной срывается с карниза дома, то она полетит не вверх, а вниз. Поэтому здравый смысл подсказывает: не ходить близко к домам. Известны факты гибели людей от сорвавшихся сосулек. Другой пример: при численных расчетах, если числитель дроби содержит величину меньше, чем знаменатель, то в результате дробь должна быть меньше единицы. Если же при делении числителя на знаменатель вы получаете в этом случае число больше единицы, то здравый смысл говорит, что была допущена ошибка при вычислениях.

Эйнштейн, объясняя фотоэффект, заявил, вопреки общепринятому на тот момент мнению, что электромагнитная световая волна есть поток корпускул–фотонов и их взаимодействие с электронами вырывает последние с поверхности металла. В то время еще не было такой науки, как квантовая механика, но ведь эта наука и стала наукой после того, как было получено большое число фактов и установлены закономерности, известные нам как принципы, на которых и зиждется этот раздел физики. Под здравым смыслом Эйнштейн, конечно же, понимал уровень знаний, содержащийся, в то время, в классической физике, не способной объяснить пресловутый фотоэффект.

Наука и шарлатанство

Поскольку выше были затронуты моменты, связанные с мистицизмом, то необходимо остановиться на некоторых из них.

Для начала обратимся к писателю-фантасту Айзеку Азимову, который придумал термин «робот». Азимов делит людей-ученых, назовем их так, на «эндоеретики» и «экзоеретики».

Эндоеретики – ниспровергатели основ, так сказать, изнутри. Примеры: Коперник, Дарвин, Маркс, Фрейд, Циолковский, Эйнштейн и т. д.

Экзоеретики тоже считают себя временно непризнанными, недооцененными, обогнавшими свое время. Примеры: создатель «ледяной космологии» Ганс Гербигер, Иммануил Великовский, Трофим Денисович Лысенко, прославившийся в последние десятилетия Эрих-фон-Деникен, все создатели «вечного двигателя», все энтузиасты «теории полой Земли», все «пирамидологи», большинство тех, кто занят поисками НЛО и следов «пришельцев».

Основные признаки «экзоереси»:

1.  Невежество (как правило, принципиальное);

2.  Эклектика (сумбур, механическое соединение разнородных, часто противоположных принципов, взглядов, теорий, стилей);

3.  Быстрое переключение с одного на другое, как только прежний аргумент бесповоротно разбит наукой;

4.  Некритический подход к отбору фактов;

5.  Демагогия и стремление потрясти обывателя.

К экзоеретикам, как видно из приведенного выше перечня, могут относиться люди, действительно заблуждающиеся по причине своего невежества или умственного расстройства. Но вот пятый из отличительных признаков экзоеретизма – стремление потрясти обывателя вкупе со стремлением сделать карьеру или из других корыстных целей – характерен еще для одной вредной для науки и общества категории людей – шарлатанов.

Шарлатан – это невежда и мошенник «в одном флаконе», образно выражаясь языком современной рекламы. Эта категория людей существовала и существует в любом обществе и во все времена. Питательной средой для них являются, прежде всего, невежественные люди, поскольку их легче обмануть.

Пышным цветом шарлатанство расцветает в смутные времена, когда власть отсутствует или не обращает никакого внимания на науку и не прислушивается к людям, ей преданным. За примером далеко ходить не надо. Достаточно взглянуть на Россию конца 20-го и начала 21-го веков.

Но и во времена жестких диктаторов, которые отлично понимают, что темным, необразованным народом управлять легче, также могут возникать условия для безбедного существования шарлатанов.

Шарлатанам присуще еще одно из негативных качеств – наглость. Наиболее наглые из них осмеливаются «дурить» головы и самим властителям. Но для этого им необходимо «влезть в доверие» и понравиться великому мира сего. Поскольку в этих случаях раскрытие их мошенничества может повлечь суровое наказание, иногда связанное с жизнью, то и обман, как правило, бывает более утонченный и изощренный, чем у шарлатанов, обманывающих простых, недалеких обывателей.

Так во времена вылез «наверх» такой шарлатан, как академик , упомянутый выше, и стал уничтожать всех своих соперников, действительно ученых, честных и порядочных людей. Благодаря «научной деятельности» этого «академика» наша страна безнадежно отстала от мирового уровня сельского хозяйства.

Вместе с ним дурила власть и народ другая «великая ученая» . Я пишу полностью ее имя и отчество отнюдь не из уважения к ней, а только с целью, чтобы ее не спутали с другими людьми, носящими такую же фамилию, например, с Лепешинской Ольгой Васильевной – всемирно известной балериной. Так вот Ольга Борисовна получила в свое время ленинскую премию за эксперименты, в которых из неорганических материалов получала органические, то есть сотворяла жизнь. Коммунистам–атеистам ее эксперименты очень понравились, потому что результаты «доказывали», что «не боги горшки обжигают», а коммунисты тоже кое-что могут. , конечно же, была членом КПСС. Впоследствии она была разоблачена, потому что было установлено, что она подкладывала в экспериментальные образцы высушенные и перетертые в порошок куриные яйца, то есть клетки органической ткани.

Шарлатанство часто старается придать своим, так сказать «научным трудам» наукообразную форму, применяя различные заумные термины, вроде положительной и отрицательной энергии, какие-то математические знаки, абсолютно не к месту, но для невежественного человека имеющие гипнотическое воздействие.

Основными признаками шарлатанства, на мой взгляд, являются:

–  шарлатан любит говорить: «Вы знаете, это очень сложно объяснить и вам не понять…» и т. д.;

–  когда шарлатан видит, что собеседник грамотный, то ведет такую речь: «ваш мозг обременен теми или иными догмами, вы привыкли мыслить однобоко, поэтому вам трудно понять; а вот, если бы вы были ребенком, тогда понять «это» было бы значительно легче;

–  шарлатан говорит долго и непонятно. Здесь уместно привести высказывания Михаила Васильевича Ломоносова о том, что если человек говорит долго и непонятно, то это значит, что он или ничего не понимает или он шарлатан и старается затуманить ваш мозг и произвести впечатление;

–  шарлатаны печатают свои прожекты и разглагольствования только в средствах массовой информации, не имеющих отношения к науке. Печататься в научных изданиях удается только выдающимся шарлатанам, подобным Лысенко и Лепешинской.

Если внимательно ознакомиться с историей развития советской науки, то, к сожалению, приходиться констатировать, что коммунистическая власть частенько демонстрировала свою невежественность, позволяя себя обманывать всяким проходимцам и жуликам и преследовала проявление любой, действительно научной мысли. Вообще, жизненный опыт подсказывает, что глупый и невежественный человек, находясь у власти, крайне подозрителен. Он боится за свой трон властителя и поэтому принимает «в штыки» все, что для него ново, неведомо и непонятно.

Взять хотя бы такую науку, как физика. В это трудно поверить, но в нашей стране отвергалась буржуазная квантовая механика и теория относительности. Только сейчас стало известно, что Сталин хотел уничтожить всех физиков, работающих в упомянутых областях, да помешала война. Когда Сталину доказали, что без знания квантовой механики и теории относительности не обойтись при создании атомной бомбы, эти науки сразу же сделались советскими.

После этого на них стало так же опасно покушаться, как раньше – ими заниматься.

Уже во времена был подвергнут и фактически уничтожен, как ученый, физик Вендик. Вместе с ним под эту «метлу» попал и Вениамин Григорьевич Левич, автор двухтомника «Теоретическая физика». Гнев властей обрушился на них за то, что они высказали мысль о существовании скоростей больше скорости света. Прежде всего был издан указ – изъять все их книги из библиотек, а затем наступила очередная травля их разными «сталеварами» и «доярками». Почему-то власти считали людей этих профессий самыми компетентными в области физики. А вообще-то народу лишний раз напомнили, чтобы он не забывал, что власть принадлежит «рабочим и крестьянам». В этом случае руководители повели себя как самые отъявленные шарлатаны, в смысле искусства вранья.

Когда власть коммунистов стала раскачиваться и потрескивать все сильнее и сильнее, перед тем, как развалиться окончательно, поползли слухи о том, что Библия является посланием будущих потомков. Причем эти слухи распускали самые рьяные идеологи коммунизма. Например, в очень коммунистической газете «Комсомольская правда» появилась статья от 01.01.01 года. Она называлась «… и 40 дней лил дождь». В статье говорилось, что все цифры, встречающиеся в текстах Библии, есть шифровка, в которой зашифрована и молекула ДНК, и структура биополя и т. д. Короче, развернулся очередной шабаш шарлатанов. Необходимо отметить, что Библия при коммунистах была, мягко говоря, полузапрещенной. Сохранившиеся после революции редкие экземпляры тщательно скрывались от всевидящего ока ЧК, НКВД, и КГБ, а за чтение ее можно было схлопотать неприятности, особенно рядовому члену партии. В первую очередь, ему пришлось бы расстаться с партбилетом, а далее познакомиться со всеми вытекающими из этого факта последствиями.

Для чего я об этом пишу. На первый взгляд, кажется, что я очень сильно отклонился от темы. Ан, нет! Я хочу сказать, что поколение, выросшее при советской власти, было абсолютно не знакомо с Библией и было вообще не грамотно в вопросах религии.

Строителям развитого социализма разрешалось знать только один лозунг: «Религия – это опиум для народа».

Поэтому шарлатанам, решившимся порезвиться на ниве содержания Библии, чувствовалось весьма вольготно и безопасно. Можно было «втюхивать» в головы рядового россиянина все, что угодно (то есть снабжать людей ложной, выдуманной информацией).

Четырьмя годами позже, после упомянутого номера «Комсомольской правды» в стране наступили совсем смутные времена. В это время в свет выходит очередной номер журнала «Чудеса и приключения» (№10, 1995, с.47). В журнале помещена статья о контакте… с инопланетянами!

Сразу же бросились в глаза два обстоятельства:

–  отсутствие каких-либо принципиально новых сведений о нашей цивилизации или о Вселенной;

–  откровенно не внятный характер нескольких положений, высказанных контактерами.

Например:

а) бессмысленная информация о некой точке «А», куда перемещается разум (может быть, имелась в виду «пятая точка», принадлежащая авторам статьи);

б) бессодержательное понятие о потоке биоизлучений «сигма-бета» (здесь невольно возникает чувство гордости за великий греческий народ, алфавитом которого пользуются даже на других планетах);

в) пусты пассажи об энергии, которая «разгоняется по всему телу», когда человек выходит из состояния клинической смерти;

г) понятие о семи энергетических уровнях, на которых якобы основаны различные фазы в эволюции цивилизации, также вызывают недоумение.

По мнению американского астрофизика Д. Мензела, написавшего книгу о «летающих тарелках», есть два способа правильно оценить нужную информацию.

Первый – требует критического отношения к источнику информации.

Второй – заключается в тщательной проверке логической связи между всеми деталями повествования очевидца или какого-либо другого источника. То есть имеется в виду проверка ложных предпосылок, последовательность доказательств и оценка выводов.

Эти способы, кстати, могут быть взяты на вооружение, каждым, кто намерен или уже занимается научной работой, так как они являются несомненными элементами научного метода.

Беседа пятая

О сознании, подсознании, интуиции и их роль в науке

Рассуждая о мистицизме, мы пришли к выводу, что на уровне интуиции допускается существование того или иного явления или всех наблюдаемых, но необъяснимых фактов.

При употреблении термина или понятия «интуиция» невольно возникают мысли о том, а что же это такое на самом деле.

В определенный момент жизни начинаешь переосмысливать, переоценивать некоторые привычные представления и понятия. В свое время я пришел к выводу, что интуиция является шестым чувством человека. Так как известные пять чувств обеспечиваются соответствующими органами, то органом шестого чувства является непосредственно мозг. Но раз уж вопрос встал, как говорится, ребром, пришлось обратиться к словарю русского языка . Вот, что там написано: «Интуиция – 1) чутье, тонкое понимание, проникновение в самую суть чего-нибудь; 2) в философии: непосредственное постижение истины без предварительного логического рассуждения».

После ознакомления с таким определением мое собственное – как шестое чувство – не изменилось. Но с этого момента я стал обращать внимание на мнения других людей. В течение последних лет на глаза попадались литературные источники, где авторы излагали свою точку зрения на обсуждаемое понятие.

Привожу высказывание Виктории Токаревой – автора многих замечательных книг. В книге «Нахал», 1996, «Эксмо», с.336 читаем: «Мозг – это ум. А интуиция – подсознание. Гении и женщины должны быть интуитивны».

В каком-то смысле я с ней спорить не буду. Действительно, многие поступки женщин совершались помимо ума. Ну, и гении, по мнению большинства простых нормальных людей, воспринимаются как типы «с приветом».

Интересно другое: утверждение, что интуиция – не что иное как подсознание, заставило меня вновь раскрыть словарь и отыскать в нем значения слов «сознание» и «подсознание».

Подробно выписываю следующие определения:

«Сознание – 1) мысль, чувство, ясное понимание чего-нибудь; 2) способность человека мыслить, определить свое отношение к действительности; психическая деятельность, как отражение действительности; сознание есть функция мозга».

«Подсознание – область не ясных не вполне осознанных мыслей, чувств, представлений».

В общем, последнее определение несколько расходится с мнением Виктории Токаревой, считающей, что подсознание с мозгом не связано, поскольку у нее мозг – это ум, а подсознание – это интуиция. А у не вполне осознанные мысли все-таки должны быть связанны с мозгом. Мне кажется, что если мысли совсем уж не осознанные, то это означает, что они связаны с каким-то другим органом.

Связь подсознания с мозгом подтверждает писатель Дин Кунц в книге «Ночной кошмар», «Эксмо-пресс», 1998, с.30.

«человеческий мозг имеет две основные системы, контролирующие прием информации: сознание и подсознание.

Сознание и подсознание накапливают две различные базы данных. Сознание знает только о том, что происходит непосредственно в поле зрения, в то время как подсознание обладает периферийным видением. Эти две функции мозга действуют независимо друг от друга и очень часто в противоположном направлении.

Сознание может спать, но подсознание – никогда. Сознание не имеет доступа в подсознание, но подсознание все знает, что происходит в сознании.

Сознание – это всего лишь компьютер, в то время, как подсознание – программист».

По-моему подобное толкование весьма удачно.

Продолжая рассуждения на эту тему, можно отметить еще следующие моменты.

Информация, накапливаемая мозгом, собирается с помощью пяти известных нам органов чувств, но подсознание видит, слышит, ощущает запах, вкус гораздо сильнее, чем сознание. Оно схватывает все, что происходит вокруг слишком быстро или неуловимо для сознания.

Вспомним, например, про известный двадцать пятый кадр, влияющий на человека, абсолютно незаметный для него. Проделывались такие эксперименты. Во время демонстрации кинофильма на зрителя воздействовали с помощью 25‑го кадра, рекламируя то газированную воду, то мороженое. Около выхода из кинотеатра помещали продавца мороженого и продавца газированной воды. В зависимости от того, какой кадр в качестве 25-го был включен в ленту, зрители при выходе, после окончания сеанса, предпочитали покупать то, что рекламировалось в кадре.

Все, что происходит быстро или неуловимо для нашего сознания, но схватывается подсознанием, называют «сублимической» информацией, а каналы, по которым такая информация поступает в наше подсознание, называют «сублимическими».

Эксперименты показали, что более девяноста (90%) процентов сигналов, воздействующих на наши органы чувств, поступают к нам по сублимическим каналам.

А что еще пишут про интуицию?

В книге С. Радионова «Прозрачная женщина», С-Пб, 1992, с.192 читаем:

«Интуицию полагают даром божьим, якобы озаряющим человека редко, может быть в раз в жизни. Я же думаю, что интуиция присуща разуму как естественный метод отбора явлений. Интуицией пользуются чаще, чем это принято считать. Девять решений из десяти принимаются интуитивно. Интуиция – это способ сознания расшифровать сигналы подсознания».

В книге Хозрата Инайята Хана «Мистицизм звука», М., «Сфера», 1998, в главе «Интуиция» написано:

«Интуиция это сверхчувство: она могла быть названа шестым чувством, она является сущностью всех чувств».

Наконец-то, я встретил в вышеупомянутой книге высказывание о шестом чувстве, то есть .

Уважаемый собеседник! Вы не думайте, что я забыл о науке и увлекся чем-то посторонним. Поскольку мозг человека и наука неразрывно связаны, то значит, наука также неразрывна с сознанием, подсознанием и интуицией, так как последние являются производными мозга.

Итак, двинемся дальше.

В 1895 году французским писателем Эдуардом Шюре была написана книга «Великие посвященные». В России она была издана впервые в 1914 году. Репринтное воспроизведение книги произошло уже в начале девяностых годов ХХ-го века.

Из этого можно сделать вывод, что сочинение француза при советской власти было под запретом. Ознакомившись с содержанием, я убедился, что мой вывод правильный. Действительно, рассуждения, мысли и исторические сведения, приведенные в этом весьма интересном не только для историков труде, никак не соответствовали идеологии коммунистической власти.

В книге описывается жизнь и деятельность восьми ученых и великих представителей человечества. Это Рама, Кришна, Гермес, Моисей, Орфей, Пифагор, Платон и Иисус Христос.

Из всех перечисленных людей самое большое впечатление на меня произвел Пифагор. Это и понятно – он один из самых реальнейших персонажей, стоящий в одном ряду с мифологическими именами.

Эдуард Шюре отобрал их, как личности, отмеченные богом.

В этом смысле я бы назвал еще ряд ученых, которые, как и Пифагор, сделали для науки вещи, почти сверхъестественные. Их сверхъестественность заключается в том, что они высказали мысли или написали уравнения, смысл которых не доходил в тот момент до сознания даже самих авторов.

Вот эти имена:

Джеймс Клерк Максвелл () – написал уравнения, ставшие основой для созданной им в 1860-65 г. г. теории электромагнитного поля. Он ввел новое понятие – «ток смещения», дал определение электромагнитного поля и предсказал в 1865 году существование электромагнитных волн в вакууме, распространяющихся со скоростью света. Эта блестящая мысль позволила ему считать свет одним из видов электромагнитного излучения и раскрыть связь между оптическими и электромагнитными явлениями.

Необходимо отметить, что в то время еще не был открыт электрон, не было ни каких понятий о свойствах диэлектриков, так как такая научная дисциплина, как «физик диэлектриков» появилась значительно позже. Это теперь мы знаем достаточно подробно о явлении поляризации. Поэтому понятие «ток смещения», которое стало понятным только через десятилетия, в тот момент выглядело фантастично.

() – открыл периодический закон, носящий его имя, и на его основе создал периодическую систему химических элементов.

Во многих учебниках говорится, что он взял и разложил все элементы по атомным весам и все. Человеку недалекого ума покажется, что ничего тут особенного нет. А особенное тут то, что относительный вес многих атомов (относительно атома водорода) был еще не точно измерен, чуть ли не треть элементов вообще не была открыта. Менделеев сам исправил значения атомных весов, как считал нужным, ибо не верил экспериментальным данным, так как они противоречили его руководящей идее; предсказал существования и свойства гипотетических, еще не открытых элементов, таких как галлий, германий, скандий и вычислил приблизительно их атомные веса.

Дальнейшие открытия блестяще подтвердили периодический закон , ставший основой современного ученья о веществе. Только завтрашний день науки мог действительно показать его правоту.

Альберт Эйнштейн – теория относительности. Подчеркиваю: не гипотеза, а именно теория. Обычно в науке гипотеза только тогда становится теорией, когда она подтверждается многими экспериментами. Эта же теория до сих пор полностью не подтверждена. По словам , Эйнштейн является одним из «великих преобразователей естествознания». Правда, самый верный ленинец теорию относительности, как мы отмечали в четвертой беседе, не очень-то жаловал.

Эйнштейна во сне посетила взаимосвязь пространства и времени. Достаточно вспомнить только две его формулы:

которые являются краеугольными камнями квантовой механики и ядерной физики. Во второй беседе мы вспоминали о предсказании, касающегося вероятности индуцированного излучения.

Луи-де’Бройль. В 1923 мир заговорил о волнах материи, услышав это понятие от де’Бройля. В то время ни в одной из лабораторий, никем и никогда не наблюдались волновые свойства вещества. Только в 1927 году физики Л. Джермер и К. Девиссон обнаружили дифракцию электронов на монокристалле никеля, характерную для волн. Таким образом, идея А. Эйнштейна о двойственной природе света была распространена Луи-де’Бройлем и на вещество, что и подтвердила дифракция электронов.

Эрвин Шредингер () идею де’Бройля о всеобщности карпускулярно-волнового дуализма использовал при создании своей волновой механики. Он написал свое знаменитое уравнение (см. беседу вторую) без вывода и не мог объяснить физический смысл волновой или (пси-функции), ради которой и было написано уравнение.

Это объяснение было дано позднее в 1926 году Максом Борном. Он представил статистическую интерпретацию волновой функции, показав, что интенсивность шредингеровских волн следует понимать как меру вероятности нахождения частицы в соответствующем месте.

В книге Даниила Данина «Неизбежность странного мира», «Молодая гвардия», 1962, с.219 написано, что московский профессор физик Михаил Павлов за 100 лет до Резерфорда говорил о планетарной модели атома. Петр Николаевич Лебедев тридцатью годами раньше, чем Резерфорд, высказал те же мысли.

Ни Павлов, ни его современники не знали об атомах решительно ничего достоверного, ничего не ведали о повадках излучения. Больше того – М. Павлов ничего не мог сосчитать, ни измерить с необходимой точностью. И вообще, он был просто бессилен доказать свою правоту, впрочем, как и другие – его опровергнуть.

Даниил Данин делает вывод, что эти и многие идеи, высказанные многими талантливыми людьми, не были ни кем замечены, потому что были высказаны слишком рано.

Это понятно, но вот само появление идей поистине чудесно. И невольно появляется мысль: а не является ли все это попытками внеземных цивилизаций, а может быть… Бога, внушить это людям. Стоп! Надо остановиться, а то вот-вот, чувствую, перейду грань и окажусь в лагере «экзоеретиков».

Однако, шутки шутками, но нельзя не обратить внимание на следующий факт.

На основании воспоминаний многих вышеперечисленных ученых наблюдается одна закономерность, а именно, в момент великих озарений все они испытывали похожие физические и психические состояния. По их словам, они впадали в некое полусонное гипнотическое состояние и плохо воспринимали окружающую обстановку.

Все это я отношу именно к интуиции. В момент формирования мозгом какой-то неординарной мысли или идеи, сам мозг и нервная система автоматически стараются изолироваться от внешних раздражений, создающих не нужные помехи и шумы, чтобы обострить сверхчувство, то есть интуицию.

История науки подсказывает нам еще такие примеры:

–  Эдисону приснилась электрическая лампочка;

–  Карлу Гауссу – закон индукции;

–  Нильс Бор увидел во сне модель атома;

–  Александр Флеминг – формулу пенициллина;

–  Альберт Эйнштейн, как мы уже упомянули выше, взаимосвязь пространства и времени отразилась в его мозгу, когда он плохо воспринимал окружающее.

–  его периодический закон, как он сам пишет, так же приснился.

По-моему, примеров, подобных описанным, существует гораздо больше, чем те, которые мы рассмотрели.

А сколько подобных удивительных предвидений наверняка было провозглашено и написано в лекциях, речах, дневниках и письмах ученых всех стран и времен. Проходят десятилетия и века – историки находят эти брошенные на удачу зерна и, как правило, видят одну и ту же картину: не было удачной почвы, чтобы случайный посев взошел. Они видят: поразительно верные догадки не могли еще отлиться в строгие формулы и подсказать нужные эксперименты, науке еще нечего было делать с этими прозрениями.

Здесь уместно привести притчу Иисуса Христа, в которой говорится о сеятеле, разбрасывавшем зерна. Одно зерно упало при дороге, и было потоптано, и птицы небесные поклевали его. Другое зерно попало на камень и, взойдя, засохло, не имея влаги. Третье упало между терниями, и они заглушили его, а четвертое упало на добрую землю и дало плоды.

И когда его ученики спросили его, что значит его притча, Иисус сказал, в переводе на современный язык: «кто имеет уши, тот меня услышит, а кому все «до лампочки» или «до фонаря», тому бесполезно что-нибудь говорить. Эти люди видя не видят и слыша не слышат. Говоря про зерно, я имел в виду слово Божье».

На этом мы заканчиваем беседу на данную тему.

Беседа шестая

Эксперимент и понятия в науке

В той беседе мы время от времени будем обращаться за примерами из истории и жизни Ижевского механического института (ныне Ижевского государственного технического университета).

Переходя от общих соображений к отдельному конкретному вопросу науки, связанному с определением качества, контроля и диагностики в области промышленности и медицины, мы увидим, что научный метод требует множества тщательных экспериментов. А вообще-то, экспериментальная часть научной работы является неотъемлемой частью и в других научно-технических направлениях.

При проведении тех или иных опытов необходимо обращать внимание на условия, в которых они проводятся. Если для исследователя не все ясно, как условия могут повлиять на исход работы, то нередко сами условия могут стать предметом исследования.

Только после исключения всех сомнительных моментов можно делать те или иные выводы. Все действия должны быть последовательны и тщательно выверены. Очень показательной, в этом отношении, является научная работа моих коллег по кафедре «Приборы и методы контроля качества» профессоров Буденкова Гравия Алексеевича и Недзвецкой Ольги Владимировны. Их работа, как раз, представляет яркий пример воплощения научного метода в вопросы контроля качества и диагностики. Подчеркиваю, в этой научной работе, прежде всего, наблюдается последовательность и скрупулезное проведение эксперимента.

Обычно после того, как в исследовании проведена и закончена серия опытов и получены предварительные результаты, начинается их анализ. Чаще всего, для этого применяют математические методы, исходя из доступных теорий и гипотез. Чем больше общность этих теорий, то есть чем меньше их специфичность, тем добротнее предварительный анализ.

Внимание! Иногда при аналитической работе приходится делать некоторые допущения и, если они не верны, то анализ может оказаться бесплодным.

Во всяком случае, на ранних стадиях работы эксперименты могут носить предварительно-поисковый характер, выявляющий скорее качественные соотношения, нежели количественные. Среди научных работников существует чисто профессиональная оценка – «имеет место или отсутствует «эффект».

Я вспоминаю случай произошедший много лет тому назад. Один из наших студентов, Юра Мерзляков, как-то подошел ко мне и сказал, что хочет заниматься научной работой. Это были шестидесятые годы ХХ-го века. В то время внимание многих ученых обращалось на создание эффективных элементов памяти вычислительной техники. В частности, довольно быстро развивалась «физика магнитных пленок». Поэтому я посоветовал Ю. Мерзлякову заняться эффектом Баркгаузена и его применениями. Напоминаю, что Генрих Георг Баркгаузен в 1919 году открыл явление скачкообразного изменения намагниченности в ферромагнетиках при непрерывном изменении внешних условий, например магнитного поля и получил первое доказательство существования ферромагнитных доменов.

Я вкратце объяснил студенту суть дела, посоветовал подробнее ознакомиться с тем, что опубликовано в литературе и для начала попытаться просто «увидеть», почувствовать с помощью приборов эти скачки.

Он взял стул, поставил его на лабораторный стол и привязал к нему одним концом конец бечевки, а к другому, свободному концу прикрепил подковообразный магнит. Получился своеобразный маятник. Под этот маятник подкладывались образцы из различных ферромагнитных материалов. При раскачивании маятника, с помощью не сложной схемы можно было наблюдать на экране осциллографа реакцию образца в момент прохождения над ним магнита. Конечно, это была примитивная установка, мало похожая на солидную научную конструкцию.

В один из дней, когда на этой «установке» проводились очередные опыты, меня навестили друзья из Ленинграда, мои однокашники по институту. Они приехали в Ижевск в командировку. Я пригласил их на кафедру, которой я тогда заведовал, и стал знакомить их с лабораториями. Необходимо отметить, мне было, чем гордиться. Во-первых, лабораторий насчитывалось около десятка, во-вторых, они были очень хорошо оснащены. В одной – площадью четыреста квадратных метров, располагалась целая радиолокационная станция наземного типа СОН-1. Вот когда они пришли в эту лабораторию, по их лицам я понял, что обстановка произвела на них впечатление, несмотря на то, что они, работая в научно-исследовательском институте радиолокации им. , повидали много различных научных лабораторий. И вдруг, они увидели пристроившегося в уголке молодого человека с его «установкой». С удивлением и смехом мой товарищ спросил:

– А это что за чудо?

Я ответил, что это начало серьезной научной работы. Гости, посмеиваясь, покачали головами и я понял, что мои слова восприняты как шутка.

А Юрий Мерзляков продолжал упорно трудиться. Стали приходить новые идеи. После окончания института он не бросил эту работу и вскоре написал диссертацию по скачкам Баркгаузена, и успешно ее защитил. Продолжая проводить исследования в указанном направлении, он стал действительно ученым, ему было присвоено звание профессора. Юрий Минеевич Мерзляков возглавил кафедру «Приборы и методы контроля качества», помимо научной работы он вел большую административную работу, будучи первым проректором, то есть проректором по учебной работе. К сожалению для всех нас, его коллег, он в расцвете своих творческих сил неожиданно ушел из жизни, подвела сердечно-сосудистая система.

Решением научной общественности и ученого совета при кафедре, которую он возглавлял, создана специальная научная лаборатория его имени.

Переходя к разговору о понятиях, сразу же отметим, что если исследование переходит в статус фундаментального, то оно ведет к формированию понятий, вытекающих из эксперимента. Для пояснения сказанного можно привести примеры, когда понятия рождаются прямо из эксперимента. Я имею в виду понятия длины, времени или температуры.

Со временем некоторые понятия уточняются, например, нечто подобное произошло и с понятием температуры.

Практически все знают, что с помощью ртутного термометра можно измерить некоторую величину, называемую температурой. Если стеклянная трубочка и другие детали сделаны достаточно тщательно и с термометром аккуратно обращаются, то с помощью такого прибора можно измерять температуру от величин значительно ниже точки замерзания воды до величины выше ее нормальной точки кипения и получать в одинаковых условиях тождественные результаты. Разные термометры, сконструированные по той же схеме, показывают ту же температуру.

С другой стороны, при сравнении термометров разных систем, например ртутных и спиртовых, обнаруживается, что если даже они дают одинаковые показания в точках кипения и замерзания воды, то в других условиях их показания несколько различны. Для физика это означает одно из двух: либо температура не является столь уж фундаментальной, либо то, что он (физик) измеряет, соответствует действительности лишь приблизительно. Развитие термодинамики в 19-ом веке показало, что верно последнее.

Иногда для формирования понятия требуется поведение многих разнообразных опытов. В результате постепенно рождаются такие понятия, как, например, электрон или ядро атома.

Некоторые по происхождению являются скорее математическими, чем экспериментальными. Таковыми можно назвать понятия молекулярного хаоса, фазового пространства, эффективной массы электрона и многие другие.

Сейчас хорошо известно, что поведение газов лучше объясняется, если считать что они состоят из молекул, движущихся со случайными скоростями во всех направлениях равновероятно, а энергия их движения есть мера температуры газа. Предполагается, что эти молекулы непрерывно сталкиваются как друг с другом, так и со стенками сосуда, содержащего газ. При этом импульс, передаваемый на стенку сосуда, и есть величина, измеряемая как давление газа.

Эта концепция молекулярного хаоса, введенная Максвеллом и Больцманом, долгое время оставалась лишь математической гипотезой. Спустя много лет, только с помощью современных экспериментальных методов действительно обнаружили движение молекул, вылетающих из небольшого отверстия в сосуде, содержащим газ, и получили некоторую информацию о распределении скоростей.

Однако первоначальная задача была чисто математической, и ее решение позволило значительно продвинуть кинетическую теорию газов еще до того, как появилась возможность наблюдать индивидуальное движение молекул.

Для вывода такого рода понятий и получения экспериментальных следствий из них необходима теория.

Некоторые понятия являются только приблизительными, например, понятие светового луча. Оно полезно при решении задач в трудоемких вычислениях при разработках линз для фотокамер и микроскопов. В этом случае математические решения задач проще, чем применения более тонкого понятия световой волны.

Иногда привычные понятия приходится переосмысливать. Мне вспоминается случай из собственной практики. Занимаясь исследованием электропроводности тонких металлических пленок, я изучил довольно подробно научные публикации по этому вопросу. Из многочисленных экспериментальных данных, опубликованных различными авторами из разных стран в разное время, выделялся один и тот же факт: зернистость пленки, получаемой методом вакуумного напыления, в значительной степени зависит от температуры подложки. Подожка, имеющая толщину в несколько тысяч раз больше, чем формирующаяся пленка, позволяла измерять температуру с помощью специально изготовленных и прокалиброванных микротермопар. Но вот такой употребляемый термин, как «температура поверхности», в данной ситуации становился не совсем очевидным и понятным. Сомнительность этого понятия возникала от того, что в процессе вакуумного напыления уже первые атомы напыляемого вещества, осаждаясь на поверхность, отдавали часть энергии и, таким образом, в свою очередь влияли на тепловой режим поверхности. Это обстоятельство заставило посмотреть по-другому на выше упомянутое понятие.

Поверхность подложки, выполненная из ситалла, была сравнима с поверхностью полированного стекла и воспринималась разумом поначалу как некоторая математическая поверхность. Однако при зрелом размышлении она не могла быть абсолютно «гладкой» ни в каком геометрическом смысле. Даже в самом лучшем случае, когда мы имеем скол кристалла по плоскости спайности, поверхность его состоит из множества атомов, расположенных в определенном порядке. Если увеличенные атомы представить себе сооружениями, похожими на копны, составленные из снопов ржи или пшеницы, расположенные по полю, также в порядке, определенном технологией уборки, то поверхностью сжатого поля будет некоторая абстрактная средняя плоскость.

Но, даже применяя это усреднение, не удастся безупречно определить понятие поверхности, так как атомы не имеют четких границ, также как и снопы. Другими словами, при данных условиях понятие температуры поверхности вообще теряет смысл.

Считаю своим долгом подробнее остановиться на последующем объяснении описываемой ситуации, так как жизненный опыт показал необходимость неспешного, последовательного объяснения. Дело в том, что человеческий мозг обладает, наряду с острым и быстрым мышлением, и другим качеством – привычкой к тем или иным устоявшимся взглядам, мешающим ему «увидеть» очевидные вещи.

Позволю себе сделать некоторые отклонения от рассматриваемой темы, чтобы привести убедительное, на мой взгляд, доказательство своих слов.

Поскольку мне посчастливилось жить на «стыке» двух веков и даже тысячелетий, то я вдруг обнаружил, что множество людей среди обывателей, политиков, ученых и, о… ужас, патриархов христианской церкви стали говорить в средствах массовой информации о наступлении 21-го века с приближением двухтысячного года от Рождества Христова. Многие люди, с которыми мне приходилось общаться в те дни, придерживались такой же точки зрения. Мои слова о том, что 21-й век и третье тысячелетие начнутся с наступлением 2001-го года вызывали недоумения и горячие возражения. Все мои доводы не имели успеха. Обращение к десятичной системе исчисления ни к чему не приводили. Оппонентами выступали не какие-то неграмотные типы, а люди с учеными званиями. А все дело было, как я понял позднее, в привычке. Привычно было писать и произносить тысяча девятьсот такой-то год и вдруг вместо привычной единицы в обозначении даты года 2000 появляется двойка. Это уже было не привычно, и невольно появлялась мысль о следующем третьем тысячелетии.

Наконец, мне удалось придумать, как сломать в сознании моих собеседников привычный стереотип. Я говорил: представьте, что вы пришли в магазин и хотите купить два десятка яиц. Продавец вам дает вместо двадцати яиц только девятнадцать. Естественно, вы замечаете продавцу, что он вам дал на одно яйцо меньше, а он вам отвечает, что двадцатое яйцо принадлежит уже к… третьему десятку!? Я, думаю, что дальнейшие комментарии, как говорят, излишни. Почему-то этот пример оказывался всегда самым убедительным аргументом в мою пользу и спор прекращался. Скорее всего, интересы собственного кармана как-то стимулируют мыслительные способности человека.

В третьей беседе, как одной из характерных требований научного метода упоминалось об умении не оставаться в плену предубеждений. Еще раз повторяю, как видим, наш мозг может нас иногда и подвести, не желая расставаться с привычными понятиями и элементами нашего бытия.

Возвращаемся к теме нашего разговора – к понятию «температура поверхности».

Представьте себе некоторый объем газа, например воздуха при определенной температуре и давлении. С точки зрения термодинамики и температура и давление являются параметрами, определяющими состояние системы, состоящей из огромного числа частиц. В этом случае температура характеризует усредненную энергию этих частиц. А теперь мы будем выкачивать воздух из рассматриваемого объема, например сосуда, и допустим, что там остается все меньше и меньше молекул газа, 1000, 100, 10 и т. д.

Спрашивается, когда наступит момент, при котором температура, как показатель термодинамического состоянии газа, потеряет свой смысл. Границы нет. Понятие температуры исчезает, поскольку его нельзя применить, скажем, к десяти, двум или одной молекуле. То же самое происходит и с понятием температуры поверхности. А что мы вообще будем понимать под температурой поверхности? Некоторый приповерхностный слой, но какой толщины? – В один моноатомный слой, два или три? Нам остается только говорить об энергии атомов самого первого монослоя, образующего поверхность.

Собственно, с этого момента и началась работа по поиску выхода из этого трудного положения.

Некоторые экспериментаторы применяли тонкопленочные термопары, но результаты измерения с их помощью не внушали доверия, так как для того, чтобы они дали разность потенциалов, способную быть «замеченной» самыми чувствительными приборами, они должны были иметь толщину пленки, соответствующую тысяче атомных слоев. К тому же, получались только приблизительные сведения об усредненной температуре по всей толщине пленки термопары, не удовлетворяющие требованиям поставленной задачи.

Но задача все же была решена следующим образом:

Один конец подложки, представляющей тонкую пластинку из ситалла в форме прямоугольника был в контакте с нагревателем. Через некоторое время после включения нагревателя, устанавливалось тепловое равновесие и распределение температурного поля подложки регистрировалось несколькими микротермопарами. При небольшой длине подложки температура от «горячего» конца к «холодному» распределялась примерно по прямолинейному закону. Несколько термопар, наклеенных на противоположной стороне подложки по отношению к стороне, на которую напылялась пленка давали достаточно точную информацию о законе распределения температуры вдоль подложки Тn(x). При напылении поверхность подложки получала дополнительный «подогрев» ΔТ от испарителя и от потока осаждаемых частиц, который и необходимо было определить. Таким образом, температура каждой точки поверхности представляла собой Тn(x)+ΔТ.

Из многочисленных экспериментальных данных и из теории конденсации известно: число атомов конденсирующегося вещества на единице площади связано с температурой поверхности, на которой происходит конденсация, следующим образом:

,

где: А и В – коэффициенты, зависящие от температуры подложки и условий напыления;

Ткр – критическая температура, выше которой прекращается конденсация атомов вследствии их реиспарения, то есть поверхностного испарения, но уже с поверхности подложки. У метеорологов такая температура известна под названием «точка росы».

Таким образом, при наличии градиента температуры по длине подложки часть ее поверхности будет иметь результирующую температуру выше Ткр и на этой части при данной плотности потока напыляемого вещества «П» осаждения не будет.

В результате появляется довольно четкая граница между чистой и напыляемой частями подложки, которой будет соответствовать температура Тn(x).

Для исключения трудноопределяемых величин А, В и С необходимо произвести последовательно три этапа напыления, изменяя каждый раз величину плотности потока частиц долетающих до подложки. При этом граница между чистой и напыленной частями будет смещаться и каждой плотности будет соответствовать своя «граничная» температура Тп1, Тп2, Тп3. Изменение плотности потока в известном отношении можно регулировать с помощью вращающихся заслонок, специальной конфигурации, устанавливаемых между испарителями и подложкой.

Результаты измерения этим способом дали весьма ценную информацию, которая помогла объяснить в последующем аномально быстрые диффузионные процессы при изготовлении тонкопленочных резисторов. Возможность существования такой аномальной диффузии вообще ранее исключалась и ее игнорирование приводило, в конце концов, к высокому проценту брака.

Данный способ контроля температуры был зарегистрирован, и на него было выдано авторское свидетельство на изобретение.

Подводя итог вышесказанному, видно, как могут изменяться с течением времени, казалось бы, установившиеся понятия.

Заключительные слова

Завершая наш разговор о науке, наверное, уместно было бы сказать несколько слов о тех направлениях и областях, которым необходимо внимание молодых людей, решивших посвятить свою жизнь научной работе.

Самым главным направлением, по которому должна быть нацелена интеллектуальная деятельность, было, есть и будет совершенствование методов и повышение эффективности использования существующих и поиск новых источников энергии.

От того насколько успешно будет решаться эта проблема, зависит успех решения задач, имеющих место в ниже перечисленных областях:

·  здоровье человека (медицина),

·  здоровье окружающей среды (экология), в том числе здоровье животного и растительного миров,

·  производство продуктов питания, поддерживающих жизнедеятельность человека (сельское хозяйство),

·  создание средств обороны и защиты человека, включая случаи войны, стихийных бедствий, эпидемий и прочих смертельно опасных катаклизмов,

·  разработка методов обучения человека, гарантирующих определенный, заданный уровень знания и культуры (область образования).

Определить и конкретно сформулировать проблемы и задачи, существующие в перечисленных областях предоставляю будущим магистрам.

Желаю успеха.

Декабрь, 2006 год