22.06.2011 в 02:40
Пишет серебристый лис:19.06.2011 в 13:24
Пишет Два таракана-пацифиста и Джон Зеленый Лягух:Из книги А. К. Сухотина "Превратности научных идей"
От себя: перефразируя знаменитую поговорку, задам вопрос: что есть фундаментальная наука — роскошь или средство прогресса? Стоило ли тратить миллиарды долларов на запуск марсоходов, строительство коллайдера, на изучение фауны арктических глубин, наконец? Стоит ли навсегда списывать теории, причисленные однажды к лженауке? Какую практическую пользу это принесет, да и принесет ли? Доктор философских наук Анатолий Сухотин знает ответ
многабукв...Знание, имеющее прямой выход в хозяйственную жизнь, в промышленность, быт, обычно и квалифицируют как полезное.
Когда речь заходит о фундаментальной науке, кажется, все принимают ее значение (хотя и не все едины. в толковании самого обозначения). Между тем именно на головы «фундаменталистов» сыплются прежде и теперь упреки в оторванности от практики, в неспособности подойти к темам эпохи. У этих наветов давняя традиция, не остывшая до нынешних распрей. Пометим ее хотя бы немногими примерами.
В конце прошлого столетия французскому архитектору Ж. Вьелю в статье под многообещающим названием «О бесполезности математики в деле обеспечения прочности сооружений» выпало желание написать, будто «при возведении зданий не нужны сложные вычисления с их степенями, корнями и алгебраическими выражениями». Может быть, Ж. Вьель действительно уберегся от корней и выражений, поскольку ему не довелось созидать крупные комплексы, может, была иная причина... Но вот другой случай. В 1922 году сотрудник английского института гражданской инженерии, автор работ по прикладной механике и сопротивлению материалов Т. Тредгольд вышел в печать с заявлением, что прочность зданий обратно пропорциональна учености его созидателя (имея в виду, конечно же, теоретическую ученость).
Возьмем поближе. В 1939 году советская Академия наук не пощадила пионера ядерной энергетики И. В. Курчатова, обвинив в расхождении его исследований с научной актуальностью. Не где-нибудь, а на академической сессии видные ученые объяснили ему, что он ушел в тему, «не имеющую отношения к практике». И уже совсем сегодня французский историк науки и философ А. Койре объявил: «Можно возводить храмы, дворцы и даже кафедральные соборы, прорывать каналы и строить, развивать металлургию и керамическое производство, не обладая научными знаниями или обладая лишь зачатками последних». Наверно, и в самом деле можно, но будет ли стабильный прок?
Безусловно, предрассудку о бесполезности, фундаментальных исследований помогают корениться трудности в определениях меры практической ценности продукта труда ученого. Не говоря уже о внешних науке ценителях, сами первооткрыватели порой не только не знают, с какой стороны к этой мере подступиться, но сомневаются даже вообще в возможности использований их результатов в практике.
Когда Г. Герцу удалось экспериментально обнаружить электромагнитные волны, нашлось немало энтузиастов, готовых осуществить в деле новую систему связи — без столбов, без проводов или. кабелей. Удивительнее всего то, что против выступил... сам Г. Герц. Он обнародовал расчеты, которые должны были «доказать» невозможность беспроволочной передачи сигналов. Более того, ученый заявил, что найденные им электромагнитные волны вообще никогда не найдут какого-либо практического применения. Он даже просил Дрезденскую палату коммерции, от которой зависело финансирование научных работ, запретить исследования радиоволн как бесполезные.
Столь же неосторожным оказался прогноз К. Рентгена в оценках прикладного использования открытых им лучей, в частности, для распознавания болезней, при выявлении бракованных отливок в металлургии и т. п. Каких-либо практических выходов своим лучам он не обещал.
А вот факт, по времени вплотную близкий нашим дням. Трудно переоценить долю Э. Резерфорда в становлении атомной энергетики. Он не только объяснил явление радиоактивности, создав вместе с Ф. Содди ее теорию, но первым в эксперименте расщепил атом. Тем не менее выдающийся физик был убежден, что всякий, ! кто предрекает извлечь из превращений атома энергию, произносит вздор. Об этом сподручнее помечтать не- удержимым фантастам, нежели ученому. Вообще, полагал он, пользу ядерной физики для практики люди если и смогут извлечь, то не ближе, чем через сотню лет.
Как известно, вскоре после кончины Э. Резерфорда, в 1939 году, один из его учеников, немецкий исследователь О. Ган, вместе с коллегой Ф. Штрассманом обнаружил деление атомных ядер урана под действием нейтронов. Это возвещало, что человечество на пороге использования мощи атома. К сожалению, поначалу оно прошло не в мирных целях.
Характерно и то, что случилось с самим О. Ганом. Еще до описанного события к нему в. 1. 9. 34 году обратилась талантливая соотечественница химик И. Ноддак (Вместе с мужем они открыли последний стабильный элемент в таблице Менделеева — рений. ) И. Ноддак поделилась совершенно «нелепой» мыслью попытаться с помощью нейтронов разбить ядро атома на части и просила О. Гана обговорить эту идею с физиками. Ответ был удручающим: если она не хочет потерять репутацию хорошего ученого, то о подобном лучше и не заикаться.
'Итак, факты свидетельствуют, насколько зыбки, подвижны грани между практически полезным и бесполезным при оценке научного результата, насколько быстро знание, только вчера казавшееся далеким от практических забот, сегодня становится нужным. В наше время отношения между теоретической наукой и ее приложениями еще сложнее. С одной стороны, увеличивается абстрактность знания, уходящего дальше и дальше в глубь вещества и Вселенной, растет применение формализмов и «математизмов». С другой же стороны, современное развитие, подгоняемое волной НТР, предъявляет науке свои счета на практический эффект. Так все сильнее растягивается линия переходов между теоретической частью научного знания и его прикладными разделами. Следовательно, путь от теории к практике становится сейчас длиннее, напряженнее. Он насыщен непредвиденными поворотами и событиями, которые отнюдь не содействуют укреплению доверия к абстрактно-теоретическим построениям.
Дело в том, что вообще вложения в науку в значительной мере — ставка на риск. Возьмем такой под- счет. В США 67 процентов оплачиваемых научных исследований в промышленности оказывались, по сведениям середины 60-х годов, безрезультатными. А из тех, что несут прибыль, лишь десятая часть по-настоящему выгодна. И только один процент дает приличный доход, сравнимый с тем, что принесли работы по гибридизации семян кукурузы (700 процентов прибыли). Конечно, определить заведомо, где 700, а где ни одного, практически невозможно.
Так обстоит дело с исследованиями, можно сказать, пригретыми производством, понятными ему. Но что говорить о науках фундаментальной окраски, которые мало что могут обещать «кукурузного». Это и предопределяет политику. Ощущается пресс так называемого «технического давления». Он особенно чувствителен там, где рассчитывают видеть науку орудием взвинчивания гигантских доходов. Ученых понуждают высокими окладами, обещанием лучших условий для научной работы и т. п. развивать прикладные направления, фактически превращая исследователей в технологов, а тех, кто не «превращается», записывать в ряды бесплодных.
...Сейчас зреют новые опасности. Набирает темп идея самоокупаемости науки. Что на это сказать? Конечно, идея выглядит прогрессивно. Однако стоит помнить: то, что оправдано для отраслевых, прикладных направлений, сомнительно без оговорок переносить на фундаментальные работы, потому что это грозит погибелью для «фундамента»; ведь по хозрасчетным эталонам такие науки определенно убыточные.
Итак, опыт прошлых и нынешних генераций отдает предпочтение тем дисциплинам, которые несут (или, по крайней нужде, обещают) скорую практическую выгоду, выставляя их как нужные и отодвигая остальное за черту полезности.
Естественно желание понять: разве все знание, которое сей же час не сообщает практических рецептов, бесполезно? И разве справедливо с ходу, не вникая, третировать теорию за то лишь, что она бессильна, будучи едва написанной, поработать на практику? В то же время ни у кого нет сомнений, что рядом с достойными теориями живут застойные, рядом с наукой — лженаука.
ПРОГНОЗЫ И КУРЬЕЗЫ
НА БАЛАНС ГРЯДУЩИХ ПОКОЛЕНИЙ
Развернем намеченные пунктиром идеи относительно полезности однажды добытого, но позабытого знания.
В разных руках особенность трудиться в счет будущего ведет себя по-разному. Одни разделы словно бы вышли из жизни и теснятся в ее близи, другие, наоборот, отрезаны от насущных дел и оттого воспринимаются как игра ума, обещающая весьма зыбкую пользу. Такие «отрешенные» науки судьба уносит вдаль, за горизонт. Правда, замечает Д. Гранин, «если упреждение большое, открытие бьет мимо цели». Мы бы уточнили, не мимо цели вообще, а в сторону от сегодняшней утилитарной, узкопотребительской цели. Лишь много спустя приходит поправка, запоздалая, покаянная. Наиболее выпукло такие упреждения с последующим превращением бесполезного знания в полезное предъявляет математика — одна из ультраабстрактных, уязвимых в поименованных грехах дисциплин. На ней хорошо отпечаталось то, как знание, лежавшее в стороне от магистральных потоков науки, тем более практики, неожиданно выходит в первые очереди теоретического, а затем и прикладного назначения. Причина, по которой этим особо отличалась математика, заложена в характере ее построений.
Обычные, то есть нематематические, понятия (понятия остальной науки и обыденной жизни) закрепляют природные свойства вещей. Математику же такие повседневности не интересуют, она поднимается повыше, водя дружбу только с количеством предметов, какими бы они свойствами ни обладали. И то сказать, вещи наделены физическими, химическими, биологическими качествами, и, когда естествоиспытатель сортирует явления, он распределяет их по вещественным признакам, объявляя: «Это деревья, это коровы, а это воробьи». Иной расклад у математика. Предметы объединяются им только по числовым значениям: «Это пять, это семь, это десять... », и никаких указаний на то, из чего конкретно состоят такие пятерки или семерки. Важно не то, каковы природные характеристики сосчитываемых предметов, а сколько их. В. Маяковский как-то пошутил, дескать, математику все едино, он может складывать окурки и паровозы... Безразличие к веществу выдвигает математику в ранг общенаучного знания, принося ей независимость в обращении с реальным миром.
Действительно, каждая конкретная дисциплина изучает законы, то есть отношения, которые обусловлены свойствами вещей, математика же, как видим, отвлечена от любых свойств. Спрашивается, чем же обусловлены отношения, которые записывает математика? Что или кто задает ей отношения?
Остается признать, что это делает сам математик. Потому его наука и не имеет законов, не ставит экспериментов, не проводит наблюдений, чем заняты все другие науки. Она работает умозрительно. Как сказал однажды известный советский геометр И. Яглом, «единственная лаборатория математика — его интеллект».
Конечно, это не означает, что тут властвует исклю- чительный произвол, мол, что хочу, то и ворочу. Математики тоже «считывают» свои структуры с действительности, но у них с нею особые связи, описание которых требует специального разъяснения. Здесь ограничимся лишь тем замечанием, что математические объекты, будучи свободными от любых вещественных характеристик (кроме количественных), могут быть поставлены в самые произвольные отношения. Здесь нет ничего сверхмудрого. Математические теории сплошь да рядом и расцениваются как имеющие весьма приблизительную связь с жизнью, и оттого кажутся беспомощными в повседневной практической работе, совсем как в предлагаемом эпизоде.
Громкий литературный герой, ставший частью жизненных реальностей, Шерлок Холмс путешествует с коллегой на воздушном шаре. Их унесло далеко от родных мест, так далеко, что они и сами не знают, куда. Наконец приземлились, огляделись. На счастье, -показался человек. «Где мы находимся?» — спрашивают путешественники. «Вы находитесь в воздушном шаре, который коснулся поверхности Земли», — ответил незнакомец. В этот момент порыв ветра приподнял шар, и он понесся дальше. «Черт побери, этих математиков!» — воскликнул Шерлок Холмс. «Откуда вам известно, что это был математик?» — удивился спутник. «Только математики могут произносить верные, но совершенно бесполезные истины... »
Но что Холмс. Послушаем самих математиков. Мы уже написали про Гарольда Харди. Он так откликнулся по обсуждаемой теме в книге «Исповедь математика»: «Если говорить о «бесполезности» шахмат в грубом смысле, то то же самое можно сказать и о большинстве ветвей современной математики».
Иными словами, польза, которую порой несет любезная ему наука, сродни той, что дают шахматные увлечения: они шлифуют интеллект. А вот признание математика Л. Диксона из Чикагского университета: «Слава богу, теория чисел не запятнана никакими приложениями». Близкие выводы делает еще один американский ученый — Д. Стоун.
...В ранге общенаучного знания математика владеет глубокой практической инициативой, обеспечивая все науки (решительнее других, конечно, естественные, а в последнее время и общественные, гуманитарные) аппаратом количественной обработки любого добытого содержания. Все подвластно математическому описанию, все перемалывается ее жерновами.
Как-то в конце прошлого века в одном из государственных ведомств США обсуждался вопрос о преподавании английского языка в американских школах. На совещании присутствовал известный физик-теоретик Д. Гиббс, который отличался немногословием и на заседаниях обычно отмалчивался. Он и здесь молчал, а потом неожиданно объявил: «Математика — тоже язык». Дескать, что вы все об английском да об английс к о м . А математика?.. Она ведь тоже язык. Афоризм понравился и легко пошел в обиход, закрепив мнение о математике как удобном, повсеместном и неизбежном языке научного мышления, языке количественных описаний.
Математику обступают, с одной стороны, заботы, налагаемые общественными потребностями (в том. числе нуждами остальной науки), а с другой — задачи, определяемые логикой ее собственного движения. Подгоняемая этими запросами (и прежде всего по линии внутренних дел), математика продвигается вперед, надстраивая новые и новые этажи и совершенствуя свой аппарат. Лишь следуя этому, она способна удовлетворить все возрастающие претензии разнообразных научных дисциплин и требования жизни.
Естественно, что математика должна иметь большой задел, уходить в своих отвлечениях решительно ввысь, поднимаясь над конкретностью прозаических тем. Потому относительно многих ее результатов трудно заранее сказать, по каким векторам проявится их теоретическое могущество, какими удачами войдут они в остальные науки, а через них — в производство, в промышленность. Тьма завоеванных математикой истин на долгое время оседает невостребованными решениями, не отыскавшими своего пути к практической цели формулами, уравнениями. Но в том и особенность, что позднее, порой десятилетия, а то и века спустя, вдруг, на изумление, обнаруживается необходимая полезность некогда добытых знаний.
Современная математика (а за нею многие точные знания) немыслима без отрицательных, комплексных, гиперкомплексных и т. п. чисел. Однако с каким напряжением входили они в математическое обращение, насколько долго ждали своего звездного часа. Пользу их люди обнаружили, к своему удивлению, лишь годы и годы спустя.
Отрицательные величины появились еще у индусов за 600 лет до рождества Христова и в течение тысячелетий фактически находились в подполье, пользуясь репутацией «ненастоящих». Медленно и с большими оговор-
нами входили они в математическую жизнь европейцев. Первые применения обнаруживаем у Р. Бомбелли, Ж. Гарриота и Р. Декарта (XVI—XVII вв. ), хотя Декарт же отнес их вместе с комплексными числами к «мнимым». Постепенно привыкали и другие математики. Но еще долго держалась оппозиция необычным для тех дней величинам, даже у великих ученых.
Уж что может быть внушительнее, чем имена Б. Паскаля или Г. Лейбница. А что они? Б. Паскаль настоятельно противился утверждению отрицательных чисел. Скажем, операцию вычитания из нуля полагал лишенной всякого смысла. Написал: «Я знаю людей, которые никак не могут понять, что если из нуля вычесть четыре, то и получится нуль». Вослед тому шел также Г. Лейбниц. Число — 1, убеждал он, не существует, так как положительные логарифмы соответствуют числам, большим единицы. Отрицательные же логарифмы (!) соответствуют числам, заключенным между нулем и единицей. То есть для отрицательных величин логарифмов просто не хватает.
На стороне гонимых выступил выдающийся итальянец Д. Кардано, который стал систематически их употреблять. Ему в решающей мере и обязан мир внедрением столь необычных чисел в научный обиход. Им же введены мнимые, или комплексные, величины, равным образом встреченные поначалу категорической неприязнью. Их внесли в разряд понятий, кои никогда не понадобятся. Даже сам родитель сокрушался, что в операциях с комплексными числами «арифметические соображения становятся все более неуловимыми, достигая предела, столь же утонченного, сколько и бесполезного». Не случайно Д. Кардано однажды записал: «Умолчим о нравственных муках и умножим (5+V—15) на (5 — V-15)».
Но пришло время, и комплексные переменные стали необходимы для многих не только теоретических, но и близких к практической нужде дисциплин: в гидродинамике, в теории упругости, в электротехнике.
Обвинения в бесплодности тех или иных математических результатов, оказавших позднее серьезную услугу науке, сыпались слишком часто. Памятно, как в 1910 году английский астрофизик Д. Джине неосторожно предрек, будто математическая теория групп никогда не придет в физику. Истекло не столь уж много дней, как разразилась так называемая «групповая чума». Теорию начали широко применять во многих науках. И не только для систематизации и описания больших массивов фактов, но и в предсказаниях новых явлений, к примеру, элементарной частицы омега-минус-барион. Столь же шумно провалились прогнозы по поводу ненужности математической логики, без которой была бы немыслима «компьютерная эпоха» и вся «машинная математика». И сколько еще подобных прогнозов перешло в курьезы, показав свою некомпетентность перед будущим.
Характерность математики проявляется также в том, что она умеет предложить конкретным наукам неведомый им типично математический, умозрительный путь решения задач, минуя эксперимент, эмпирическую наблюдательность, фактологический расчет и т. п. приемы, использование которых к тому же оказывается при известных обстоятельствах невозможным. Имеется хорошая иллюстрация.
Когда М. Борн и В. Гейзенберг строили матричную квантовую механику, у них возникли затруднения, и они обратились к царившему тогда на математическом Олимпе Д. Гильберту. Вот что он сказал. Когда ему приходилось иметь дело с матрицами, они получались у него в качестве побочного продукта собственных значений некой краевой задачи для дифференциального уравнения. Д. Гильберт и посоветовал поискать уравнение, которое, возможно, стоит за этими матрицами. Не исключено, напутствовал он молодых физиков, вам откроется нечто интересное. Но они не вняли совету, сочтя это бестолковой идеей и порешив, что великий математик чего-то не понимает.
А через несколько месяцев Э. Шредингер вывел зна- менитое волновое уравнение, явившееся другим вариантом квантовых описаний. Теперь пришло время посмеяться Д. Гильберту, который заметил, что если бы его послушали, это уравнение открыли бы по крайней мере на полгода раньше. Видно, заключил он, «физика слишком сложна для физиков». И добавил вовсе уж убийственное: «Физика достаточно серьезная наука, чтобы оставлять ее физикам».
Современное естествознание, а за ним и обществознание все более проникаются пониманием роли математики в их делах. «Физику наших дней не обязательно знать физику, ему достаточно знать математику». В этой парадоксальной формуле академика Л. Ландау заключена не просто шутка. Здесь есть своя правда — истина, улавливающая тенденции роста математизации познания.
Умелое применение математических методов приносит не только теоретический успех, но и прямые экономические результаты. В частности, математический эксперимент, математическая гипотеза, математическое моделирование позволяют избежать материальных затрат, поскольку исследование идет не с веществами в лаборатории или на полигоне, а путем решения соответствующих дифференциальных уравнений.
Скажем, эксперимент, особенно физический, стал ныне крайне дорогостоящим. Ушли времена, когда, по выражению американца Р. Вуда, хороший физик мог с помощью... палки, веревки, сургуча и слюны изготовить любой научный прибор. Ныне другие отсчеты. К примеру, магнит для синхрофазотрона Объединенного института ядерных исследований в Дубне (СССР) имеет в диаметре более 60 метров и весит около 40 тысяч тонн. Это был самый тяжелый в мире магнит в начале 80-х годов. Или взять ускорители: серпуховской имеет в диаметре 1, 5 километра, а длина кольца ускорителя в Протвине — 20 километров. Подобные установки представляют настоящие промышленные сооружения, с которыми вовсе не вяжется понятие прибора. Можно представить, какую экономию приносят математические методы, когда они способны заменить работу на таких «приборах».
... Как-то, осматривая обсерваторию Маунт-Вильсон (США), А. Эйнштейн задержался у телескопа. Впечат- ляли размеры. Зеркало, например, имело в диаметре 2, 5 метра. «Для чего, собственно, нужен такой гигантский инструмент?» — поинтересовалась жена А. Эйнштейна, Эльза. «Его главное назначение заключается в том, — деликатно пояснил директор, — чтобы узнать строение Вселенной». — «В самом деле?... А мой муж обычно делает это на обороте старого конверта». Сама того не ведая, фрау Эльза показала глубокую правду о преимуществе математических исследований перед физическими.
Связь математики с практическими делами несомненна, хотя от первого знакомства с нею такого впечатления ввиду крайней отвлеченности ее построений не остается. Как был прав Н. Лобачевский, заявляя, что даже самая абстрактная математическая теория когданибудь обязательно отыщет себе применение.
Похожие проблемы у физики, многие теории которой также поначалу попадают часто в графу бесполезных, и лишь годы спустя они получают прописку на карте знания. Больше всего страдают фундаментальные идеи.
Так, в пору своего рождения теория относительности обычно встречала в ученых (тем более не ученых) кругах настороженный прием. К примеру, один из основоположников современной физической химии, немецкий исследователь В. Нернст, упорно именовал ее философией, то есть, по его понятиям, областью достаточно невразумительной, чтобы представлять науку. Но миновали десятилетия, и расчеты на основе положений А. Эйнштейна легли на чертежи конструкторов при создании ускорителей, при составлении графиков космических полетов, в других практических делах.
Аналогичный поворот ожидал квантовую механику. Вначале непонимание, неумение найти ей работу, более того, попытки отказаться от нее (даже со стороны первооткрывателей, в частности, М. Планка, Э. Шредингера), но затем стремительный, все нарастающий триумф.
В 30-х годах исследования в области атомного ядра считались далекими от настоящих путей науки, видные ученые находили бесполезным отвлекать на это средства, столь необходимые молодой Советской власти для других более важных затрат (в том числе и в науке). А ныне атомные электростанции — солидная добавка в энерговооруженность страны. Сейчас похожая обстановка вокруг теории элементарных частиц. Ведутся их глубокие исследования, но практическая выдача пока очень приблизительна. И все же мы вправе на нее рассчитывать.
Подытоживаем. Только владея достаточно большим набором фундаментальных истин, наука способна выполнять свое назначение. Вообще, ответы ее теоретической части должны быть шире, чем вопросы, которые ставит и может поставить перед ней текущая повседневность. Благодаря этому наука и работает, не только удовлетворяя запросы момента, но и в счет будущих заданий.
ПАУКИ-ИЗОБРЕТАТЕЛИ
Однако трудиться с заделом на завтра умеют не одни лишь фундаментальные дисциплины. Сейчас мы повернемся к другому полю — к превращению бесполезного знания в полезное, — связанному с эмпирической наукой.
Казалось бы, исследования, насыщенные и перенасыщенные тематикой, близкой к жизни, практическому делу, не витающему в сферах высокой абстрактности, такие исследования изначально, с момента получения результатов, должны включаться в полезную работу. Но здесь вырастают свои сложности, свои препоны на пути к признанию, а уж к применению — и того более. Налицо тот же штамп: значимо лишь то, что быстро дает практическую выгоду. Соответственно распределяются и квалификации научности, а с ними кредиты, лимиты, доверие.
Более широкий, «вневедомственный» взгляд на события науки, взгляд, не приуроченный к сиюминутной нужде, а брошенный с высоты исторической перспективы, внушает иные оценки, обнаруживается, что результаты, лежавшие десятилетиями и даже веками без движения, вдруг становятся фокусом внимания и вовлекаются в практический цикл.
В XVI — начале XVII столетия в университетских центрах Франции, Германии, Швейцарии работали ботаники братья Иоганн и Каспар Боугины. Упорные и основательные, они обыскали огромные пространства и выделили несметные даже по нашим меркам количе- ства видов растений: Иоганн -— около 4000, Каспар — 6000. Старшему особенно полюбилась полынь, и он употребил на ее описание отдельный том (из его многочисленных томов). В те времена исследование не нашло применения, и вообще, исписать на полынь целый том?.. Даже Г. Лейбниц, сам бесконечно ушедший в науку, отдавший ей многие часы, даже он оценил это «полынное» увлечение как вызывающий недоумение курьез.
Но полынь — удивительное явление растительного царства. В наши дни из нее научились добывать антибиотики, эфирные масла, ценный сердечный препарат камфару. Короче, растение обрело исключительное народнохозяйственное значение. Конечно, ни братья, ни кто другой и тогда и много позднее о том и подумать не могли. Исследования шли из чистой любознательности. Однако современной науке пришлось заняться полынью уже в иных интересах.
Медицинские и другие обращения к полыни потребовали ее обследования со стороны биологических характеристик, химического строения, мест произрастания. Возникла необходимость повести регулярное наступление на полынь, то есть завершить то «курьезное» дело, в котором увяз старший Боугин. И вот в 1962 году в издательстве Академии наук Казахской ССР выходит книга «Химический состав полыней», написанная М. Горяевой, С. Базилицкой и П. Поляковым. Одному из авторов пришлось, как сказано в предисловии, специально заняться систематикой и указанием свойств полыней. Интересно, что ныне их выделено до 500 видов, и, кстати сказать, половина «проживает» в Советском Союзе.
Еще один коллектив поглощен полынью — исследователи Центрального ботанического сада Белорусской академии наук. Их занимает другое. Прикидывая возможности замены (при консервации кормовых трав) дорогостоящих химических веществ растениями с антимикробной «склонностью», ученые повернули взоры на один из видов полыни — эстрагон, «поселившийся» в районах Средней Азии, Западной Сибири, предгорьях Кавказа.
Так обширные сведения И. Боугина, засвидетельствованные своим временем как бесполезные, пришлись ко двору через несколько веков. Стало ясно, что прогноз великого Г. Лейбница, объявившего исследования коллеги курьезными, сам оказался курьезом.
Аналогичным образом разрешилось дело о лишайниках. Первые сведения о них собраны еще в XVI столетии, а в XVII К. Линней насчитывает уже 80 видов. когда же его соотечественник 3. Ахариус проводит их описание и закладывает основы новой науки лихенологии.
Однако вплоть до середины нашего века лишайники практически не находили применений в практике, и от их изучения не видели проку. Вдруг обстоятельства круто меняются. Виновником поворота стал А. Флеминг, от-рывший в спорах грибковой плесени пенициллин. А она растет на лишайниках. Начали развертывать промышленное производство пенициллина, тогда и понадобились знания о лишайниках, в богатом наборе предложенные лихенологией. Как будто она только того и ожидала, заготавливая эти сведения впрок.
Обсудим еще одну особенность познания, которая также на первый взгляд смотрится курьезом.
Движение науки сопровождается дроблением знаний. Наиболее «грешат» этим биология, медицина, география и некоторые другие (всех не назовешь) дисциплины. В своем усердии членить и распределять они, кажется, утрачивают временами ощущение черты. Скажем, ныне известно 20 тысяч видов пауков. В каждом выделено что-то особое, в чем не замечены другие, на каждый из видов заведено досье. Но это даже скромная величина в сравнении, например, с поголовьем бабочек, гдe дотошные ученые определили 100 тысяч'видов. Столь же усердно изучили жуков, боевые отряды которых, как выяснили, состоят из 130 тысяч видовых подразделений, А дробление идет...
Неизбежно закрадывается сомнение: неужели эти гигантские списки насекомых кому-то понадобятся? Не работают ли порой уважаемые энтомологи вхолостую, понапрасну сжигая силы и средства? Некогда Ф. Достоевский решительно осмеял подобные увлечения в медицине. Совсем исчезли доктора, которые лечили бы от всех болезней, жалуется он. Остались одни специалиты. Положим, у вас заболел нос. Вы к врачу, а тот шлет в Париж, дескать, там светила европейского размаxa лечат носы. Но вот вы в Париже, идете к светиле.
г И что же? «Я вам, — скажет, — только правую ноздрю могу вылечить, потому что левых ноздрей не лечу, это не моя специальность, а поезжайте после меня в Вену, там вам особый специалист левую ноздрю вылечит».
По нынешним временам недоумений о пользе узкой специализации не убавилось: дифференциация знания идет, и ученые свой маневр понимают. Каково же должно быть отношение к ситуации?
Ясно, что науку не остановишь. Дробление знаний, его расслоение на все мелкие единицы будет продолжаться, и никакие уговоры, высмеивание, запреты не помогут. Но вопрос даже не в этом. Возьмем биологию. Членение, отыскание неизвестных биологических форм, видов, выделение среди известных новых и т. п. не только неизбежны, но и поворачиваются несомненной практической выгодой. Ведь з а р а н е е не определишь, какое именно знание тех же насекомых понадобится человеку будущего в его обширной занятости.
Жил, к примеру, в России ученый Б. Шванович, изучал бабочек. Он годами рассматривал узоры на их крыльях, подмечал геометрию рисунка, переливы красок, классифицировал. Внешне пользы никакой. Правда, и вреда тоже: обожает человек бабочек, так и пусть... Оказалось, однако, что систематика Швановича несет беспрецедентные сведения для уяснения морфологии и проблем эволюции. Ибо узоры — проявление общей гармонии живого, так как в сочетаниях красок проглядывает совершенство биологических форм.
Это факт, так сказать, внутринаучной полезности, от нее еще предстоит навести переходы к материальной нужде. Но вот прямая линия. Возьмем тех же пауков-«двадцатитысячников».
Установлено, что у некоторых видов (а расселились они повсюду — в умеренном и жарком поясе и даже на антарктических островах) нить обладает уникальными достоинствами. Будучи чрезвычайно тонкой и обгоняя по этому качеству любую швейную нитку, она тем не менее очень «вынослива». Если нитью паутин обернуть земной экватор, эта «масса» будет весить всего 300 граммов, но прочностью превосходить в два раза сталь.
Чудо-материал сам шел в руки. Предприимчивые умы скоро нашли ему дело. Еще в самом конце про- шедшего столетия во Франции был изготовлен канат из паутины. Сочетая эластичность и фантастическую прочность, он как нельзя лучше подходил для заявленной цели — удерживать махину — воздушный шар при всех капризах погоды на привязи. Не случайно канату была оказана честь представлять инженерную мысль Франции на Всемирной выставке в Париже в 1900 году. Выдающиеся качества паутины отмечены хозяйственным глазом давно. Еще с неизвестных времен жители ряда островов Тихого океана «приручили» пауков плести рыболовные сети. Другие наловчились ткать из паутины одежду. Рассказывают, что перчатки и чулки из нее были в свои дни подарены французскому королю Людовику XIV, властвовавшему в XVII — начале XVIII столетия. Неизвестно, носил ли сии сверхмодные дары абсолютный монарх, но вот супруга Карла VI, правителя Священной Римской империи XIV века, доказывалась — надо полагать, на зависть дамам — в перчатках из паучьего шелка.
Однако то были эпизоды. Систематическая «эксплуатация» пауков началась позднее.
В конце прошлого века по острову Мадагаскар странствовал один французский миссионер. Дела божий не мешали ему наблюдать природу, и однажды он остановил внимание на паутине необычно крупного калибра и высокой прочности. Это была сеть, созданная местным пауком из «вида-племени» шалабе. Предприимчивый путешественник быстро усвоил, что ему открывается редкая доля без особых затей извлекать фантастическую выгоду. В 1897 году он открыл невдалеке от Антананариву мастерскую, где приступили к работе первые 30 тысяч шалабе. Надо сказать, производство трудоемкое: чтобы получить всего-то 500 граммов паутинного шелка, надо организовать «труд» около 700 тысяч пауков в те--ние целого сезона. Но зато какие работники!.. Ни одежд им, ни обуви, и бастовать невдомек.
Сейчас на Мадагаскаре раскинуто уже несколько предприятий, выдающих шикарную ткань золотистокремового оттенка, которую, впрочем, можно при желании «одеть» в любые цвета, поскольку паутина, подобно шелку, легко окрашивается.
Паутинная пряжа используется и по другому назначению. Чтобы получить фотографии звезд, необходима точная фиксация их положений, а для этого требуется оснастить телескоп очень тонкой и в то же время прочной нитью. Лучшего материала на такую «должность», чем паутина, не сыскать.
Просматривается еще одно хозяйственное использование пауков. Объявилась их исконная вражда к вредителям рисовых плантаций. На этом и построили расчет сотрудники Международного научно-исследовательского института риса в городе Лос-Баньосе на Филиппинах. Они намереваются выставить специально обученное войско пауков навстречу непрошеным потребителям риса, особенно из отрядов кузнечиков.
Следующая глава трудовой деятельности пауков касается их «инженерно-строительных» способностей.
Практике конструирования широко известны висячие мосты. Известно также, что их изобрел английский инженер С. Браун. Однако саму идею подсказали... пауки. Как это бывает, изобретатель долго и безуспешно пытался решить задачу сооружения перехода без опор (к примеру, над пропастью). И вот однажды, отдыхая в лесу, он обратил внимание на паутину, легко переброшенную с одного дерева на другое. Вспыхнула догадка, которая и нашла инженерное воплощение, обогатившее человечество гирляндами висячих мостов.
Более того, замечено, что даже при сильном ветре паутина не рвется, поскольку обладает высокой прочностью, а ее сопротивление ветрам практически ничтожно. Это навело советских архитекторов на мысль строить здания, опираясь на расчеты, подсказываемые конструктивными решениями столь интересных насекомых. Такие сооружения воздвигаются, в частности, в Киеве, в Москве.
Вот сколько полезного принесло знание одних лишь пауков. А теперь спросим себя: смогли бы мы быстро добыть эти сведения, не имея в запасе такой обширной информации? Читатель может возразить: конечно, все так, но разве необходимо знать все разнообразие свойств и определений, какое сосредоточено в описаниях 20 тысяч видов пауков? Понятно, что многое из того, что собрано, остается в «запасниках» науки и еще долго будет там находиться. Однако, кто укажет заранее, что именно понадобится, кто определит, что вот этот вид пауков принесет практическую пользу, а этот не при- несет? Наука верна себе. Она изучает объект без изъятия каких-либо граней, сторон. Если же идти выборочно, делая пропуски, то вполне может случиться, что среди пропущенных как раз и находятся трудолюбивый шалабе или же пауки, поставляющие нить для астрономов. Наконец, в актив значений «бесполезной» дифференциации надо положить и то, что подробным членением задается обязательная эмпирическая опора, над которой только и может возвышаться многообещающая закономерность.
ОТХОДЫ И ДОХОДЫ
Придадим повествованию несколько иное склонение. Речь шла об употреблении даров науки, так сказать, по прямому назначению: математических открытий как математических, а, скажем, биологических как имеющих биологическую ценность и т. д. Теперь мы выходим на такое рассмотрение, когда завоеванные истины оказываются полезными не у себя дома, в стенах родного "ведомства», а совсем далеко от обжитых мест.
Если продолжить «биологический» разговор, то пространством эффективного использования сведений о живом становится, например, бионика — ветвь кибернетики, занятая строением и поведением организмов с целью созидания приборов, аппаратов и машин.
... В свое время авиаконструкторы долго искали способ гасить возникающий при перегрузках флаттер - резкие колебания крыльев, оперения, других структур самолета при ошибочном выборе модели. С возрастанием грузоподъемности, скоростей вибрация стала настоящим бедствием, приносившим неисчислимые жертвы. Поиск противофлаттерного устройства затребовал многих средств. Наконец, когда его изобрели, обнаружилось, что оно уже создано и описано в литературе. Только как могли о том знать авиаторы, если его «придумала» природа, а сообщалось это в специальных работах биологов? Оказывается, изобретенный людьми противофлаттер почти точно воспроизводит очертания специальных утолщений на кончиках крыльев стрекозы. Знай про то конструкторы, не понадобилось бы тратить столько денег и сил.
Затем у стрекоз выявились другие летные качества, достойные подражания. К делу приступили сотрудники Колорадского университета, и вот что они обнаружили.
Стрекоза способна зависать в воздухе, а также передвигаться вбок, резко уходить назад, выполняя такие маневры на высоких скоростях. При том подъемная сила стрекозы в три раза выше, чем у обычного самолета. И создается эта сила благодаря движению воздуха в непосредственной близости от крыльев (как и у самолета).
Авиаконструкторы свой маневр тоже поймали, надеясь заложить столь завидные качества в проектные разработки, чтобы и самолеты умели исполнять такие же крутые развороты, быть менее «обидчивыми» на порывы ветра, бросающие машину в аварию, и т. д.
Самолетостроение еще не раз поворачивалось к живым аналогам и помимо стрекоз.
На первый взгляд исследования взлета комара — его способность прямо с места уходить в зенит — кажутся куда уж бесполезней! Где приложить эти искания, по какой графе практического назначения их провести? Энтузиаста, обследовавшего комара на момент «безразбегочного» взлета, мало сказать не понимали. Его высмеивали, ставили в «пример», обличали, притом (заметим особо) свои же люди — биологи.
Оправдание явилось совсем по другой статье. Конструкторов, помышлявших о машинах, которые умели бы при ограниченной полосе разбега (или вовсе без нее) взмывать ввысь, привлекла анатомия крыльев и ног комара, владеющего столь желанными преимуществами. Но почему именно он, комар, а не, скажем, птицы, другие насекомые? Во-первых, другие взлетают все же не вертикально, а хоть немного, но вбок, как бы разбегаясь. Во-вторых, комар проще, «нагляднее», его структуры обнажены для глаза исследователя и потому позволяют увидеть подъемный механизм перпендикулярного взлета. Наконец, в-третьих, удобство наблюдения: попробуйте так же близко, «за компанию» войти в контакт с птицами, мухой, оводом и тому подобными летающими существами.
Одним словом, комар обрел популярность и быстро вошел ударной темой в авиационные программы. И чтобы уж «покончить» с комарами, отметим еще одно.
Наверное, таит свой шанс (если не в самолетном деле, то на других направлениях) и такая примечательность комариного воинства. Оказывается, в его рядах есть один вид, особи которого способны производить до 2200 взмахов крылом в секунду. Фантастически заманчиво хотя бы издали приблизиться к подобным скоростям и выйти на технические решения.
Прочерчена линия касаний авиации с биологией еще по одному, очень важному, кричащему пункту, каким стоит вопрос о беззвучности полетов. Образец «бесшумной» жизни дает сова. Нельзя ли приучить к такому поведению воздушные лайнеры? Поначалу идея смотрелась безнадежной. Но в ученой среде всегда находятся «отверженные», готовые взять на себя самое безнадежное дело. Исследуя сову, они увидели, что передние края ее крыльев несут образования наподобие зубчиков. Построили модель авиационной турбины, оснастив ее лопастями с зазубринами. Оказалось, зубцы, разбивая воздушную струю на множество мелких, препятствуют появлению беспорядочных потоков, которые и приносят оглушающий шум.
Бионика хорошо показала себя при создании сверхчувствительных навигационных систем, приборов для ориентации, в разработке различных датчиков, локационных сооружений, да мало ли где? Она показала и еще многое покажет, только не надо смущать инициативу первопроходцев, забрасывая их обвинениями в бесплодности поиска.
...Очень плодотворными по шкале «вневедомственной» полезности оказались космические исследования.
Можно услышать, что увлечения космосом ложатся бременем на плечи общества, исчисляясь тоже космической мерой, что, мол, слишком щедра оплата прогресса. Наверно, доля правды тут есть, но есть и другое. Не станем касаться тех аспектов, которые эти работы несут для мировоззренческого понимания природы. Возьмем, как обещали, лишь те результаты выполнения космической программы, которые являются побочными продуктами ее неудержимой деятельности, ее, так. сказать, «отходами».
Предпринимая неутомимые запуски, осуществляя вы сокие виражи, прослушивая биение внеземных пространств, человек узнает больше, видит дальше не только в космосе или в глубинах материи, но и во многих обычных состояниях, в знании о нашей Земле, ее ландшафтах, климате, полезных ископаемых.
Поднимая искусственные спутники, например, конечно, надеялись умножить приток научной информации. Оказалось, что он шире всех предсказаний и идет по самым неожиданным линиям, часто далеким от собственно космических тем. Так, с позиции, на которой зависают спутники, удалось точно измерить расстояния между континентами, очертить гравитационную фигуру Земли, увидеть вертикальные перемещения земных пластов и глубинные разломы, погребенные толщей верхних слоев, и многое другое.
Прорыв в космос вывел в жизнь новые неслыханные направления науки: спутниковая океанография, космическая биология и медицина, космическая агрономия, внеатмосферная астрономия и сравнительная планетология, космическая технология. И хотя все это называется «космическим», касается оно все же откровенно земных наших дел. Скажем, с точки спутникова парения хорошо просматриваются потаенные места полезных. ископаемых и другие внутренние откровения отчего дома — Земли.
Сведения столь обильны, что в США создан специальный комитет, изучающий «отходы» космических исследований в целях использования этих побочных продуктов. Впрочем, решающие усилия брошены и на отладку военных программ, которые подмяли многое остальное.
Развитие космонавтики особо проявилось в совершенствовании средств связи, охватив все ее каналы: радио, телефон, телеграф, телевидение.
URL записиТеперь я знаю, почему столько людей на свете охотно колют дрова. По крайней мере сразу видишь результаты своей работы.
А. Энштейн
А. Энштейн
От себя: перефразируя знаменитую поговорку, задам вопрос: что есть фундаментальная наука — роскошь или средство прогресса? Стоило ли тратить миллиарды долларов на запуск марсоходов, строительство коллайдера, на изучение фауны арктических глубин, наконец? Стоит ли навсегда списывать теории, причисленные однажды к лженауке? Какую практическую пользу это принесет, да и принесет ли? Доктор философских наук Анатолий Сухотин знает ответ
многабукв...Знание, имеющее прямой выход в хозяйственную жизнь, в промышленность, быт, обычно и квалифицируют как полезное.
Когда речь заходит о фундаментальной науке, кажется, все принимают ее значение (хотя и не все едины. в толковании самого обозначения). Между тем именно на головы «фундаменталистов» сыплются прежде и теперь упреки в оторванности от практики, в неспособности подойти к темам эпохи. У этих наветов давняя традиция, не остывшая до нынешних распрей. Пометим ее хотя бы немногими примерами.
В конце прошлого столетия французскому архитектору Ж. Вьелю в статье под многообещающим названием «О бесполезности математики в деле обеспечения прочности сооружений» выпало желание написать, будто «при возведении зданий не нужны сложные вычисления с их степенями, корнями и алгебраическими выражениями». Может быть, Ж. Вьель действительно уберегся от корней и выражений, поскольку ему не довелось созидать крупные комплексы, может, была иная причина... Но вот другой случай. В 1922 году сотрудник английского института гражданской инженерии, автор работ по прикладной механике и сопротивлению материалов Т. Тредгольд вышел в печать с заявлением, что прочность зданий обратно пропорциональна учености его созидателя (имея в виду, конечно же, теоретическую ученость).
Возьмем поближе. В 1939 году советская Академия наук не пощадила пионера ядерной энергетики И. В. Курчатова, обвинив в расхождении его исследований с научной актуальностью. Не где-нибудь, а на академической сессии видные ученые объяснили ему, что он ушел в тему, «не имеющую отношения к практике». И уже совсем сегодня французский историк науки и философ А. Койре объявил: «Можно возводить храмы, дворцы и даже кафедральные соборы, прорывать каналы и строить, развивать металлургию и керамическое производство, не обладая научными знаниями или обладая лишь зачатками последних». Наверно, и в самом деле можно, но будет ли стабильный прок?
Безусловно, предрассудку о бесполезности, фундаментальных исследований помогают корениться трудности в определениях меры практической ценности продукта труда ученого. Не говоря уже о внешних науке ценителях, сами первооткрыватели порой не только не знают, с какой стороны к этой мере подступиться, но сомневаются даже вообще в возможности использований их результатов в практике.
Когда Г. Герцу удалось экспериментально обнаружить электромагнитные волны, нашлось немало энтузиастов, готовых осуществить в деле новую систему связи — без столбов, без проводов или. кабелей. Удивительнее всего то, что против выступил... сам Г. Герц. Он обнародовал расчеты, которые должны были «доказать» невозможность беспроволочной передачи сигналов. Более того, ученый заявил, что найденные им электромагнитные волны вообще никогда не найдут какого-либо практического применения. Он даже просил Дрезденскую палату коммерции, от которой зависело финансирование научных работ, запретить исследования радиоволн как бесполезные.
Столь же неосторожным оказался прогноз К. Рентгена в оценках прикладного использования открытых им лучей, в частности, для распознавания болезней, при выявлении бракованных отливок в металлургии и т. п. Каких-либо практических выходов своим лучам он не обещал.
А вот факт, по времени вплотную близкий нашим дням. Трудно переоценить долю Э. Резерфорда в становлении атомной энергетики. Он не только объяснил явление радиоактивности, создав вместе с Ф. Содди ее теорию, но первым в эксперименте расщепил атом. Тем не менее выдающийся физик был убежден, что всякий, ! кто предрекает извлечь из превращений атома энергию, произносит вздор. Об этом сподручнее помечтать не- удержимым фантастам, нежели ученому. Вообще, полагал он, пользу ядерной физики для практики люди если и смогут извлечь, то не ближе, чем через сотню лет.
Как известно, вскоре после кончины Э. Резерфорда, в 1939 году, один из его учеников, немецкий исследователь О. Ган, вместе с коллегой Ф. Штрассманом обнаружил деление атомных ядер урана под действием нейтронов. Это возвещало, что человечество на пороге использования мощи атома. К сожалению, поначалу оно прошло не в мирных целях.
Характерно и то, что случилось с самим О. Ганом. Еще до описанного события к нему в. 1. 9. 34 году обратилась талантливая соотечественница химик И. Ноддак (Вместе с мужем они открыли последний стабильный элемент в таблице Менделеева — рений. ) И. Ноддак поделилась совершенно «нелепой» мыслью попытаться с помощью нейтронов разбить ядро атома на части и просила О. Гана обговорить эту идею с физиками. Ответ был удручающим: если она не хочет потерять репутацию хорошего ученого, то о подобном лучше и не заикаться.
'Итак, факты свидетельствуют, насколько зыбки, подвижны грани между практически полезным и бесполезным при оценке научного результата, насколько быстро знание, только вчера казавшееся далеким от практических забот, сегодня становится нужным. В наше время отношения между теоретической наукой и ее приложениями еще сложнее. С одной стороны, увеличивается абстрактность знания, уходящего дальше и дальше в глубь вещества и Вселенной, растет применение формализмов и «математизмов». С другой же стороны, современное развитие, подгоняемое волной НТР, предъявляет науке свои счета на практический эффект. Так все сильнее растягивается линия переходов между теоретической частью научного знания и его прикладными разделами. Следовательно, путь от теории к практике становится сейчас длиннее, напряженнее. Он насыщен непредвиденными поворотами и событиями, которые отнюдь не содействуют укреплению доверия к абстрактно-теоретическим построениям.
Дело в том, что вообще вложения в науку в значительной мере — ставка на риск. Возьмем такой под- счет. В США 67 процентов оплачиваемых научных исследований в промышленности оказывались, по сведениям середины 60-х годов, безрезультатными. А из тех, что несут прибыль, лишь десятая часть по-настоящему выгодна. И только один процент дает приличный доход, сравнимый с тем, что принесли работы по гибридизации семян кукурузы (700 процентов прибыли). Конечно, определить заведомо, где 700, а где ни одного, практически невозможно.
Так обстоит дело с исследованиями, можно сказать, пригретыми производством, понятными ему. Но что говорить о науках фундаментальной окраски, которые мало что могут обещать «кукурузного». Это и предопределяет политику. Ощущается пресс так называемого «технического давления». Он особенно чувствителен там, где рассчитывают видеть науку орудием взвинчивания гигантских доходов. Ученых понуждают высокими окладами, обещанием лучших условий для научной работы и т. п. развивать прикладные направления, фактически превращая исследователей в технологов, а тех, кто не «превращается», записывать в ряды бесплодных.
...Сейчас зреют новые опасности. Набирает темп идея самоокупаемости науки. Что на это сказать? Конечно, идея выглядит прогрессивно. Однако стоит помнить: то, что оправдано для отраслевых, прикладных направлений, сомнительно без оговорок переносить на фундаментальные работы, потому что это грозит погибелью для «фундамента»; ведь по хозрасчетным эталонам такие науки определенно убыточные.
Итак, опыт прошлых и нынешних генераций отдает предпочтение тем дисциплинам, которые несут (или, по крайней нужде, обещают) скорую практическую выгоду, выставляя их как нужные и отодвигая остальное за черту полезности.
Естественно желание понять: разве все знание, которое сей же час не сообщает практических рецептов, бесполезно? И разве справедливо с ходу, не вникая, третировать теорию за то лишь, что она бессильна, будучи едва написанной, поработать на практику? В то же время ни у кого нет сомнений, что рядом с достойными теориями живут застойные, рядом с наукой — лженаука.
ПРОГНОЗЫ И КУРЬЕЗЫ
НА БАЛАНС ГРЯДУЩИХ ПОКОЛЕНИЙ
Развернем намеченные пунктиром идеи относительно полезности однажды добытого, но позабытого знания.
В разных руках особенность трудиться в счет будущего ведет себя по-разному. Одни разделы словно бы вышли из жизни и теснятся в ее близи, другие, наоборот, отрезаны от насущных дел и оттого воспринимаются как игра ума, обещающая весьма зыбкую пользу. Такие «отрешенные» науки судьба уносит вдаль, за горизонт. Правда, замечает Д. Гранин, «если упреждение большое, открытие бьет мимо цели». Мы бы уточнили, не мимо цели вообще, а в сторону от сегодняшней утилитарной, узкопотребительской цели. Лишь много спустя приходит поправка, запоздалая, покаянная. Наиболее выпукло такие упреждения с последующим превращением бесполезного знания в полезное предъявляет математика — одна из ультраабстрактных, уязвимых в поименованных грехах дисциплин. На ней хорошо отпечаталось то, как знание, лежавшее в стороне от магистральных потоков науки, тем более практики, неожиданно выходит в первые очереди теоретического, а затем и прикладного назначения. Причина, по которой этим особо отличалась математика, заложена в характере ее построений.
Обычные, то есть нематематические, понятия (понятия остальной науки и обыденной жизни) закрепляют природные свойства вещей. Математику же такие повседневности не интересуют, она поднимается повыше, водя дружбу только с количеством предметов, какими бы они свойствами ни обладали. И то сказать, вещи наделены физическими, химическими, биологическими качествами, и, когда естествоиспытатель сортирует явления, он распределяет их по вещественным признакам, объявляя: «Это деревья, это коровы, а это воробьи». Иной расклад у математика. Предметы объединяются им только по числовым значениям: «Это пять, это семь, это десять... », и никаких указаний на то, из чего конкретно состоят такие пятерки или семерки. Важно не то, каковы природные характеристики сосчитываемых предметов, а сколько их. В. Маяковский как-то пошутил, дескать, математику все едино, он может складывать окурки и паровозы... Безразличие к веществу выдвигает математику в ранг общенаучного знания, принося ей независимость в обращении с реальным миром.
Действительно, каждая конкретная дисциплина изучает законы, то есть отношения, которые обусловлены свойствами вещей, математика же, как видим, отвлечена от любых свойств. Спрашивается, чем же обусловлены отношения, которые записывает математика? Что или кто задает ей отношения?
Остается признать, что это делает сам математик. Потому его наука и не имеет законов, не ставит экспериментов, не проводит наблюдений, чем заняты все другие науки. Она работает умозрительно. Как сказал однажды известный советский геометр И. Яглом, «единственная лаборатория математика — его интеллект».
Конечно, это не означает, что тут властвует исклю- чительный произвол, мол, что хочу, то и ворочу. Математики тоже «считывают» свои структуры с действительности, но у них с нею особые связи, описание которых требует специального разъяснения. Здесь ограничимся лишь тем замечанием, что математические объекты, будучи свободными от любых вещественных характеристик (кроме количественных), могут быть поставлены в самые произвольные отношения. Здесь нет ничего сверхмудрого. Математические теории сплошь да рядом и расцениваются как имеющие весьма приблизительную связь с жизнью, и оттого кажутся беспомощными в повседневной практической работе, совсем как в предлагаемом эпизоде.
Громкий литературный герой, ставший частью жизненных реальностей, Шерлок Холмс путешествует с коллегой на воздушном шаре. Их унесло далеко от родных мест, так далеко, что они и сами не знают, куда. Наконец приземлились, огляделись. На счастье, -показался человек. «Где мы находимся?» — спрашивают путешественники. «Вы находитесь в воздушном шаре, который коснулся поверхности Земли», — ответил незнакомец. В этот момент порыв ветра приподнял шар, и он понесся дальше. «Черт побери, этих математиков!» — воскликнул Шерлок Холмс. «Откуда вам известно, что это был математик?» — удивился спутник. «Только математики могут произносить верные, но совершенно бесполезные истины... »
Но что Холмс. Послушаем самих математиков. Мы уже написали про Гарольда Харди. Он так откликнулся по обсуждаемой теме в книге «Исповедь математика»: «Если говорить о «бесполезности» шахмат в грубом смысле, то то же самое можно сказать и о большинстве ветвей современной математики».
Иными словами, польза, которую порой несет любезная ему наука, сродни той, что дают шахматные увлечения: они шлифуют интеллект. А вот признание математика Л. Диксона из Чикагского университета: «Слава богу, теория чисел не запятнана никакими приложениями». Близкие выводы делает еще один американский ученый — Д. Стоун.
...В ранге общенаучного знания математика владеет глубокой практической инициативой, обеспечивая все науки (решительнее других, конечно, естественные, а в последнее время и общественные, гуманитарные) аппаратом количественной обработки любого добытого содержания. Все подвластно математическому описанию, все перемалывается ее жерновами.
Как-то в конце прошлого века в одном из государственных ведомств США обсуждался вопрос о преподавании английского языка в американских школах. На совещании присутствовал известный физик-теоретик Д. Гиббс, который отличался немногословием и на заседаниях обычно отмалчивался. Он и здесь молчал, а потом неожиданно объявил: «Математика — тоже язык». Дескать, что вы все об английском да об английс к о м . А математика?.. Она ведь тоже язык. Афоризм понравился и легко пошел в обиход, закрепив мнение о математике как удобном, повсеместном и неизбежном языке научного мышления, языке количественных описаний.
Математику обступают, с одной стороны, заботы, налагаемые общественными потребностями (в том. числе нуждами остальной науки), а с другой — задачи, определяемые логикой ее собственного движения. Подгоняемая этими запросами (и прежде всего по линии внутренних дел), математика продвигается вперед, надстраивая новые и новые этажи и совершенствуя свой аппарат. Лишь следуя этому, она способна удовлетворить все возрастающие претензии разнообразных научных дисциплин и требования жизни.
Естественно, что математика должна иметь большой задел, уходить в своих отвлечениях решительно ввысь, поднимаясь над конкретностью прозаических тем. Потому относительно многих ее результатов трудно заранее сказать, по каким векторам проявится их теоретическое могущество, какими удачами войдут они в остальные науки, а через них — в производство, в промышленность. Тьма завоеванных математикой истин на долгое время оседает невостребованными решениями, не отыскавшими своего пути к практической цели формулами, уравнениями. Но в том и особенность, что позднее, порой десятилетия, а то и века спустя, вдруг, на изумление, обнаруживается необходимая полезность некогда добытых знаний.
Современная математика (а за нею многие точные знания) немыслима без отрицательных, комплексных, гиперкомплексных и т. п. чисел. Однако с каким напряжением входили они в математическое обращение, насколько долго ждали своего звездного часа. Пользу их люди обнаружили, к своему удивлению, лишь годы и годы спустя.
Отрицательные величины появились еще у индусов за 600 лет до рождества Христова и в течение тысячелетий фактически находились в подполье, пользуясь репутацией «ненастоящих». Медленно и с большими оговор-
нами входили они в математическую жизнь европейцев. Первые применения обнаруживаем у Р. Бомбелли, Ж. Гарриота и Р. Декарта (XVI—XVII вв. ), хотя Декарт же отнес их вместе с комплексными числами к «мнимым». Постепенно привыкали и другие математики. Но еще долго держалась оппозиция необычным для тех дней величинам, даже у великих ученых.
Уж что может быть внушительнее, чем имена Б. Паскаля или Г. Лейбница. А что они? Б. Паскаль настоятельно противился утверждению отрицательных чисел. Скажем, операцию вычитания из нуля полагал лишенной всякого смысла. Написал: «Я знаю людей, которые никак не могут понять, что если из нуля вычесть четыре, то и получится нуль». Вослед тому шел также Г. Лейбниц. Число — 1, убеждал он, не существует, так как положительные логарифмы соответствуют числам, большим единицы. Отрицательные же логарифмы (!) соответствуют числам, заключенным между нулем и единицей. То есть для отрицательных величин логарифмов просто не хватает.
На стороне гонимых выступил выдающийся итальянец Д. Кардано, который стал систематически их употреблять. Ему в решающей мере и обязан мир внедрением столь необычных чисел в научный обиход. Им же введены мнимые, или комплексные, величины, равным образом встреченные поначалу категорической неприязнью. Их внесли в разряд понятий, кои никогда не понадобятся. Даже сам родитель сокрушался, что в операциях с комплексными числами «арифметические соображения становятся все более неуловимыми, достигая предела, столь же утонченного, сколько и бесполезного». Не случайно Д. Кардано однажды записал: «Умолчим о нравственных муках и умножим (5+V—15) на (5 — V-15)».
Но пришло время, и комплексные переменные стали необходимы для многих не только теоретических, но и близких к практической нужде дисциплин: в гидродинамике, в теории упругости, в электротехнике.
Обвинения в бесплодности тех или иных математических результатов, оказавших позднее серьезную услугу науке, сыпались слишком часто. Памятно, как в 1910 году английский астрофизик Д. Джине неосторожно предрек, будто математическая теория групп никогда не придет в физику. Истекло не столь уж много дней, как разразилась так называемая «групповая чума». Теорию начали широко применять во многих науках. И не только для систематизации и описания больших массивов фактов, но и в предсказаниях новых явлений, к примеру, элементарной частицы омега-минус-барион. Столь же шумно провалились прогнозы по поводу ненужности математической логики, без которой была бы немыслима «компьютерная эпоха» и вся «машинная математика». И сколько еще подобных прогнозов перешло в курьезы, показав свою некомпетентность перед будущим.
* * *
Характерность математики проявляется также в том, что она умеет предложить конкретным наукам неведомый им типично математический, умозрительный путь решения задач, минуя эксперимент, эмпирическую наблюдательность, фактологический расчет и т. п. приемы, использование которых к тому же оказывается при известных обстоятельствах невозможным. Имеется хорошая иллюстрация.
Когда М. Борн и В. Гейзенберг строили матричную квантовую механику, у них возникли затруднения, и они обратились к царившему тогда на математическом Олимпе Д. Гильберту. Вот что он сказал. Когда ему приходилось иметь дело с матрицами, они получались у него в качестве побочного продукта собственных значений некой краевой задачи для дифференциального уравнения. Д. Гильберт и посоветовал поискать уравнение, которое, возможно, стоит за этими матрицами. Не исключено, напутствовал он молодых физиков, вам откроется нечто интересное. Но они не вняли совету, сочтя это бестолковой идеей и порешив, что великий математик чего-то не понимает.
А через несколько месяцев Э. Шредингер вывел зна- менитое волновое уравнение, явившееся другим вариантом квантовых описаний. Теперь пришло время посмеяться Д. Гильберту, который заметил, что если бы его послушали, это уравнение открыли бы по крайней мере на полгода раньше. Видно, заключил он, «физика слишком сложна для физиков». И добавил вовсе уж убийственное: «Физика достаточно серьезная наука, чтобы оставлять ее физикам».
Современное естествознание, а за ним и обществознание все более проникаются пониманием роли математики в их делах. «Физику наших дней не обязательно знать физику, ему достаточно знать математику». В этой парадоксальной формуле академика Л. Ландау заключена не просто шутка. Здесь есть своя правда — истина, улавливающая тенденции роста математизации познания.
Умелое применение математических методов приносит не только теоретический успех, но и прямые экономические результаты. В частности, математический эксперимент, математическая гипотеза, математическое моделирование позволяют избежать материальных затрат, поскольку исследование идет не с веществами в лаборатории или на полигоне, а путем решения соответствующих дифференциальных уравнений.
Скажем, эксперимент, особенно физический, стал ныне крайне дорогостоящим. Ушли времена, когда, по выражению американца Р. Вуда, хороший физик мог с помощью... палки, веревки, сургуча и слюны изготовить любой научный прибор. Ныне другие отсчеты. К примеру, магнит для синхрофазотрона Объединенного института ядерных исследований в Дубне (СССР) имеет в диаметре более 60 метров и весит около 40 тысяч тонн. Это был самый тяжелый в мире магнит в начале 80-х годов. Или взять ускорители: серпуховской имеет в диаметре 1, 5 километра, а длина кольца ускорителя в Протвине — 20 километров. Подобные установки представляют настоящие промышленные сооружения, с которыми вовсе не вяжется понятие прибора. Можно представить, какую экономию приносят математические методы, когда они способны заменить работу на таких «приборах».
... Как-то, осматривая обсерваторию Маунт-Вильсон (США), А. Эйнштейн задержался у телескопа. Впечат- ляли размеры. Зеркало, например, имело в диаметре 2, 5 метра. «Для чего, собственно, нужен такой гигантский инструмент?» — поинтересовалась жена А. Эйнштейна, Эльза. «Его главное назначение заключается в том, — деликатно пояснил директор, — чтобы узнать строение Вселенной». — «В самом деле?... А мой муж обычно делает это на обороте старого конверта». Сама того не ведая, фрау Эльза показала глубокую правду о преимуществе математических исследований перед физическими.
Связь математики с практическими делами несомненна, хотя от первого знакомства с нею такого впечатления ввиду крайней отвлеченности ее построений не остается. Как был прав Н. Лобачевский, заявляя, что даже самая абстрактная математическая теория когданибудь обязательно отыщет себе применение.
Похожие проблемы у физики, многие теории которой также поначалу попадают часто в графу бесполезных, и лишь годы спустя они получают прописку на карте знания. Больше всего страдают фундаментальные идеи.
Так, в пору своего рождения теория относительности обычно встречала в ученых (тем более не ученых) кругах настороженный прием. К примеру, один из основоположников современной физической химии, немецкий исследователь В. Нернст, упорно именовал ее философией, то есть, по его понятиям, областью достаточно невразумительной, чтобы представлять науку. Но миновали десятилетия, и расчеты на основе положений А. Эйнштейна легли на чертежи конструкторов при создании ускорителей, при составлении графиков космических полетов, в других практических делах.
Аналогичный поворот ожидал квантовую механику. Вначале непонимание, неумение найти ей работу, более того, попытки отказаться от нее (даже со стороны первооткрывателей, в частности, М. Планка, Э. Шредингера), но затем стремительный, все нарастающий триумф.
В 30-х годах исследования в области атомного ядра считались далекими от настоящих путей науки, видные ученые находили бесполезным отвлекать на это средства, столь необходимые молодой Советской власти для других более важных затрат (в том числе и в науке). А ныне атомные электростанции — солидная добавка в энерговооруженность страны. Сейчас похожая обстановка вокруг теории элементарных частиц. Ведутся их глубокие исследования, но практическая выдача пока очень приблизительна. И все же мы вправе на нее рассчитывать.
Подытоживаем. Только владея достаточно большим набором фундаментальных истин, наука способна выполнять свое назначение. Вообще, ответы ее теоретической части должны быть шире, чем вопросы, которые ставит и может поставить перед ней текущая повседневность. Благодаря этому наука и работает, не только удовлетворяя запросы момента, но и в счет будущих заданий.
ПАУКИ-ИЗОБРЕТАТЕЛИ
Однако трудиться с заделом на завтра умеют не одни лишь фундаментальные дисциплины. Сейчас мы повернемся к другому полю — к превращению бесполезного знания в полезное, — связанному с эмпирической наукой.
Казалось бы, исследования, насыщенные и перенасыщенные тематикой, близкой к жизни, практическому делу, не витающему в сферах высокой абстрактности, такие исследования изначально, с момента получения результатов, должны включаться в полезную работу. Но здесь вырастают свои сложности, свои препоны на пути к признанию, а уж к применению — и того более. Налицо тот же штамп: значимо лишь то, что быстро дает практическую выгоду. Соответственно распределяются и квалификации научности, а с ними кредиты, лимиты, доверие.
Более широкий, «вневедомственный» взгляд на события науки, взгляд, не приуроченный к сиюминутной нужде, а брошенный с высоты исторической перспективы, внушает иные оценки, обнаруживается, что результаты, лежавшие десятилетиями и даже веками без движения, вдруг становятся фокусом внимания и вовлекаются в практический цикл.
В XVI — начале XVII столетия в университетских центрах Франции, Германии, Швейцарии работали ботаники братья Иоганн и Каспар Боугины. Упорные и основательные, они обыскали огромные пространства и выделили несметные даже по нашим меркам количе- ства видов растений: Иоганн -— около 4000, Каспар — 6000. Старшему особенно полюбилась полынь, и он употребил на ее описание отдельный том (из его многочисленных томов). В те времена исследование не нашло применения, и вообще, исписать на полынь целый том?.. Даже Г. Лейбниц, сам бесконечно ушедший в науку, отдавший ей многие часы, даже он оценил это «полынное» увлечение как вызывающий недоумение курьез.
Но полынь — удивительное явление растительного царства. В наши дни из нее научились добывать антибиотики, эфирные масла, ценный сердечный препарат камфару. Короче, растение обрело исключительное народнохозяйственное значение. Конечно, ни братья, ни кто другой и тогда и много позднее о том и подумать не могли. Исследования шли из чистой любознательности. Однако современной науке пришлось заняться полынью уже в иных интересах.
Медицинские и другие обращения к полыни потребовали ее обследования со стороны биологических характеристик, химического строения, мест произрастания. Возникла необходимость повести регулярное наступление на полынь, то есть завершить то «курьезное» дело, в котором увяз старший Боугин. И вот в 1962 году в издательстве Академии наук Казахской ССР выходит книга «Химический состав полыней», написанная М. Горяевой, С. Базилицкой и П. Поляковым. Одному из авторов пришлось, как сказано в предисловии, специально заняться систематикой и указанием свойств полыней. Интересно, что ныне их выделено до 500 видов, и, кстати сказать, половина «проживает» в Советском Союзе.
Еще один коллектив поглощен полынью — исследователи Центрального ботанического сада Белорусской академии наук. Их занимает другое. Прикидывая возможности замены (при консервации кормовых трав) дорогостоящих химических веществ растениями с антимикробной «склонностью», ученые повернули взоры на один из видов полыни — эстрагон, «поселившийся» в районах Средней Азии, Западной Сибири, предгорьях Кавказа.
Так обширные сведения И. Боугина, засвидетельствованные своим временем как бесполезные, пришлись ко двору через несколько веков. Стало ясно, что прогноз великого Г. Лейбница, объявившего исследования коллеги курьезными, сам оказался курьезом.
Аналогичным образом разрешилось дело о лишайниках. Первые сведения о них собраны еще в XVI столетии, а в XVII К. Линней насчитывает уже 80 видов. когда же его соотечественник 3. Ахариус проводит их описание и закладывает основы новой науки лихенологии.
Однако вплоть до середины нашего века лишайники практически не находили применений в практике, и от их изучения не видели проку. Вдруг обстоятельства круто меняются. Виновником поворота стал А. Флеминг, от-рывший в спорах грибковой плесени пенициллин. А она растет на лишайниках. Начали развертывать промышленное производство пенициллина, тогда и понадобились знания о лишайниках, в богатом наборе предложенные лихенологией. Как будто она только того и ожидала, заготавливая эти сведения впрок.
Обсудим еще одну особенность познания, которая также на первый взгляд смотрится курьезом.
Движение науки сопровождается дроблением знаний. Наиболее «грешат» этим биология, медицина, география и некоторые другие (всех не назовешь) дисциплины. В своем усердии членить и распределять они, кажется, утрачивают временами ощущение черты. Скажем, ныне известно 20 тысяч видов пауков. В каждом выделено что-то особое, в чем не замечены другие, на каждый из видов заведено досье. Но это даже скромная величина в сравнении, например, с поголовьем бабочек, гдe дотошные ученые определили 100 тысяч'видов. Столь же усердно изучили жуков, боевые отряды которых, как выяснили, состоят из 130 тысяч видовых подразделений, А дробление идет...
Неизбежно закрадывается сомнение: неужели эти гигантские списки насекомых кому-то понадобятся? Не работают ли порой уважаемые энтомологи вхолостую, понапрасну сжигая силы и средства? Некогда Ф. Достоевский решительно осмеял подобные увлечения в медицине. Совсем исчезли доктора, которые лечили бы от всех болезней, жалуется он. Остались одни специалиты. Положим, у вас заболел нос. Вы к врачу, а тот шлет в Париж, дескать, там светила европейского размаxa лечат носы. Но вот вы в Париже, идете к светиле.
г И что же? «Я вам, — скажет, — только правую ноздрю могу вылечить, потому что левых ноздрей не лечу, это не моя специальность, а поезжайте после меня в Вену, там вам особый специалист левую ноздрю вылечит».
По нынешним временам недоумений о пользе узкой специализации не убавилось: дифференциация знания идет, и ученые свой маневр понимают. Каково же должно быть отношение к ситуации?
Ясно, что науку не остановишь. Дробление знаний, его расслоение на все мелкие единицы будет продолжаться, и никакие уговоры, высмеивание, запреты не помогут. Но вопрос даже не в этом. Возьмем биологию. Членение, отыскание неизвестных биологических форм, видов, выделение среди известных новых и т. п. не только неизбежны, но и поворачиваются несомненной практической выгодой. Ведь з а р а н е е не определишь, какое именно знание тех же насекомых понадобится человеку будущего в его обширной занятости.
Жил, к примеру, в России ученый Б. Шванович, изучал бабочек. Он годами рассматривал узоры на их крыльях, подмечал геометрию рисунка, переливы красок, классифицировал. Внешне пользы никакой. Правда, и вреда тоже: обожает человек бабочек, так и пусть... Оказалось, однако, что систематика Швановича несет беспрецедентные сведения для уяснения морфологии и проблем эволюции. Ибо узоры — проявление общей гармонии живого, так как в сочетаниях красок проглядывает совершенство биологических форм.
Это факт, так сказать, внутринаучной полезности, от нее еще предстоит навести переходы к материальной нужде. Но вот прямая линия. Возьмем тех же пауков-«двадцатитысячников».
Установлено, что у некоторых видов (а расселились они повсюду — в умеренном и жарком поясе и даже на антарктических островах) нить обладает уникальными достоинствами. Будучи чрезвычайно тонкой и обгоняя по этому качеству любую швейную нитку, она тем не менее очень «вынослива». Если нитью паутин обернуть земной экватор, эта «масса» будет весить всего 300 граммов, но прочностью превосходить в два раза сталь.
Чудо-материал сам шел в руки. Предприимчивые умы скоро нашли ему дело. Еще в самом конце про- шедшего столетия во Франции был изготовлен канат из паутины. Сочетая эластичность и фантастическую прочность, он как нельзя лучше подходил для заявленной цели — удерживать махину — воздушный шар при всех капризах погоды на привязи. Не случайно канату была оказана честь представлять инженерную мысль Франции на Всемирной выставке в Париже в 1900 году. Выдающиеся качества паутины отмечены хозяйственным глазом давно. Еще с неизвестных времен жители ряда островов Тихого океана «приручили» пауков плести рыболовные сети. Другие наловчились ткать из паутины одежду. Рассказывают, что перчатки и чулки из нее были в свои дни подарены французскому королю Людовику XIV, властвовавшему в XVII — начале XVIII столетия. Неизвестно, носил ли сии сверхмодные дары абсолютный монарх, но вот супруга Карла VI, правителя Священной Римской империи XIV века, доказывалась — надо полагать, на зависть дамам — в перчатках из паучьего шелка.
Однако то были эпизоды. Систематическая «эксплуатация» пауков началась позднее.
В конце прошлого века по острову Мадагаскар странствовал один французский миссионер. Дела божий не мешали ему наблюдать природу, и однажды он остановил внимание на паутине необычно крупного калибра и высокой прочности. Это была сеть, созданная местным пауком из «вида-племени» шалабе. Предприимчивый путешественник быстро усвоил, что ему открывается редкая доля без особых затей извлекать фантастическую выгоду. В 1897 году он открыл невдалеке от Антананариву мастерскую, где приступили к работе первые 30 тысяч шалабе. Надо сказать, производство трудоемкое: чтобы получить всего-то 500 граммов паутинного шелка, надо организовать «труд» около 700 тысяч пауков в те--ние целого сезона. Но зато какие работники!.. Ни одежд им, ни обуви, и бастовать невдомек.
Сейчас на Мадагаскаре раскинуто уже несколько предприятий, выдающих шикарную ткань золотистокремового оттенка, которую, впрочем, можно при желании «одеть» в любые цвета, поскольку паутина, подобно шелку, легко окрашивается.
Паутинная пряжа используется и по другому назначению. Чтобы получить фотографии звезд, необходима точная фиксация их положений, а для этого требуется оснастить телескоп очень тонкой и в то же время прочной нитью. Лучшего материала на такую «должность», чем паутина, не сыскать.
Просматривается еще одно хозяйственное использование пауков. Объявилась их исконная вражда к вредителям рисовых плантаций. На этом и построили расчет сотрудники Международного научно-исследовательского института риса в городе Лос-Баньосе на Филиппинах. Они намереваются выставить специально обученное войско пауков навстречу непрошеным потребителям риса, особенно из отрядов кузнечиков.
Следующая глава трудовой деятельности пауков касается их «инженерно-строительных» способностей.
Практике конструирования широко известны висячие мосты. Известно также, что их изобрел английский инженер С. Браун. Однако саму идею подсказали... пауки. Как это бывает, изобретатель долго и безуспешно пытался решить задачу сооружения перехода без опор (к примеру, над пропастью). И вот однажды, отдыхая в лесу, он обратил внимание на паутину, легко переброшенную с одного дерева на другое. Вспыхнула догадка, которая и нашла инженерное воплощение, обогатившее человечество гирляндами висячих мостов.
Более того, замечено, что даже при сильном ветре паутина не рвется, поскольку обладает высокой прочностью, а ее сопротивление ветрам практически ничтожно. Это навело советских архитекторов на мысль строить здания, опираясь на расчеты, подсказываемые конструктивными решениями столь интересных насекомых. Такие сооружения воздвигаются, в частности, в Киеве, в Москве.
Вот сколько полезного принесло знание одних лишь пауков. А теперь спросим себя: смогли бы мы быстро добыть эти сведения, не имея в запасе такой обширной информации? Читатель может возразить: конечно, все так, но разве необходимо знать все разнообразие свойств и определений, какое сосредоточено в описаниях 20 тысяч видов пауков? Понятно, что многое из того, что собрано, остается в «запасниках» науки и еще долго будет там находиться. Однако, кто укажет заранее, что именно понадобится, кто определит, что вот этот вид пауков принесет практическую пользу, а этот не при- несет? Наука верна себе. Она изучает объект без изъятия каких-либо граней, сторон. Если же идти выборочно, делая пропуски, то вполне может случиться, что среди пропущенных как раз и находятся трудолюбивый шалабе или же пауки, поставляющие нить для астрономов. Наконец, в актив значений «бесполезной» дифференциации надо положить и то, что подробным членением задается обязательная эмпирическая опора, над которой только и может возвышаться многообещающая закономерность.
ОТХОДЫ И ДОХОДЫ
Придадим повествованию несколько иное склонение. Речь шла об употреблении даров науки, так сказать, по прямому назначению: математических открытий как математических, а, скажем, биологических как имеющих биологическую ценность и т. д. Теперь мы выходим на такое рассмотрение, когда завоеванные истины оказываются полезными не у себя дома, в стенах родного "ведомства», а совсем далеко от обжитых мест.
Если продолжить «биологический» разговор, то пространством эффективного использования сведений о живом становится, например, бионика — ветвь кибернетики, занятая строением и поведением организмов с целью созидания приборов, аппаратов и машин.
... В свое время авиаконструкторы долго искали способ гасить возникающий при перегрузках флаттер - резкие колебания крыльев, оперения, других структур самолета при ошибочном выборе модели. С возрастанием грузоподъемности, скоростей вибрация стала настоящим бедствием, приносившим неисчислимые жертвы. Поиск противофлаттерного устройства затребовал многих средств. Наконец, когда его изобрели, обнаружилось, что оно уже создано и описано в литературе. Только как могли о том знать авиаторы, если его «придумала» природа, а сообщалось это в специальных работах биологов? Оказывается, изобретенный людьми противофлаттер почти точно воспроизводит очертания специальных утолщений на кончиках крыльев стрекозы. Знай про то конструкторы, не понадобилось бы тратить столько денег и сил.
Затем у стрекоз выявились другие летные качества, достойные подражания. К делу приступили сотрудники Колорадского университета, и вот что они обнаружили.
Стрекоза способна зависать в воздухе, а также передвигаться вбок, резко уходить назад, выполняя такие маневры на высоких скоростях. При том подъемная сила стрекозы в три раза выше, чем у обычного самолета. И создается эта сила благодаря движению воздуха в непосредственной близости от крыльев (как и у самолета).
Авиаконструкторы свой маневр тоже поймали, надеясь заложить столь завидные качества в проектные разработки, чтобы и самолеты умели исполнять такие же крутые развороты, быть менее «обидчивыми» на порывы ветра, бросающие машину в аварию, и т. д.
Самолетостроение еще не раз поворачивалось к живым аналогам и помимо стрекоз.
На первый взгляд исследования взлета комара — его способность прямо с места уходить в зенит — кажутся куда уж бесполезней! Где приложить эти искания, по какой графе практического назначения их провести? Энтузиаста, обследовавшего комара на момент «безразбегочного» взлета, мало сказать не понимали. Его высмеивали, ставили в «пример», обличали, притом (заметим особо) свои же люди — биологи.
Оправдание явилось совсем по другой статье. Конструкторов, помышлявших о машинах, которые умели бы при ограниченной полосе разбега (или вовсе без нее) взмывать ввысь, привлекла анатомия крыльев и ног комара, владеющего столь желанными преимуществами. Но почему именно он, комар, а не, скажем, птицы, другие насекомые? Во-первых, другие взлетают все же не вертикально, а хоть немного, но вбок, как бы разбегаясь. Во-вторых, комар проще, «нагляднее», его структуры обнажены для глаза исследователя и потому позволяют увидеть подъемный механизм перпендикулярного взлета. Наконец, в-третьих, удобство наблюдения: попробуйте так же близко, «за компанию» войти в контакт с птицами, мухой, оводом и тому подобными летающими существами.
Одним словом, комар обрел популярность и быстро вошел ударной темой в авиационные программы. И чтобы уж «покончить» с комарами, отметим еще одно.
Наверное, таит свой шанс (если не в самолетном деле, то на других направлениях) и такая примечательность комариного воинства. Оказывается, в его рядах есть один вид, особи которого способны производить до 2200 взмахов крылом в секунду. Фантастически заманчиво хотя бы издали приблизиться к подобным скоростям и выйти на технические решения.
Прочерчена линия касаний авиации с биологией еще по одному, очень важному, кричащему пункту, каким стоит вопрос о беззвучности полетов. Образец «бесшумной» жизни дает сова. Нельзя ли приучить к такому поведению воздушные лайнеры? Поначалу идея смотрелась безнадежной. Но в ученой среде всегда находятся «отверженные», готовые взять на себя самое безнадежное дело. Исследуя сову, они увидели, что передние края ее крыльев несут образования наподобие зубчиков. Построили модель авиационной турбины, оснастив ее лопастями с зазубринами. Оказалось, зубцы, разбивая воздушную струю на множество мелких, препятствуют появлению беспорядочных потоков, которые и приносят оглушающий шум.
Бионика хорошо показала себя при создании сверхчувствительных навигационных систем, приборов для ориентации, в разработке различных датчиков, локационных сооружений, да мало ли где? Она показала и еще многое покажет, только не надо смущать инициативу первопроходцев, забрасывая их обвинениями в бесплодности поиска.
...Очень плодотворными по шкале «вневедомственной» полезности оказались космические исследования.
Можно услышать, что увлечения космосом ложатся бременем на плечи общества, исчисляясь тоже космической мерой, что, мол, слишком щедра оплата прогресса. Наверно, доля правды тут есть, но есть и другое. Не станем касаться тех аспектов, которые эти работы несут для мировоззренческого понимания природы. Возьмем, как обещали, лишь те результаты выполнения космической программы, которые являются побочными продуктами ее неудержимой деятельности, ее, так. сказать, «отходами».
Предпринимая неутомимые запуски, осуществляя вы сокие виражи, прослушивая биение внеземных пространств, человек узнает больше, видит дальше не только в космосе или в глубинах материи, но и во многих обычных состояниях, в знании о нашей Земле, ее ландшафтах, климате, полезных ископаемых.
Поднимая искусственные спутники, например, конечно, надеялись умножить приток научной информации. Оказалось, что он шире всех предсказаний и идет по самым неожиданным линиям, часто далеким от собственно космических тем. Так, с позиции, на которой зависают спутники, удалось точно измерить расстояния между континентами, очертить гравитационную фигуру Земли, увидеть вертикальные перемещения земных пластов и глубинные разломы, погребенные толщей верхних слоев, и многое другое.
Прорыв в космос вывел в жизнь новые неслыханные направления науки: спутниковая океанография, космическая биология и медицина, космическая агрономия, внеатмосферная астрономия и сравнительная планетология, космическая технология. И хотя все это называется «космическим», касается оно все же откровенно земных наших дел. Скажем, с точки спутникова парения хорошо просматриваются потаенные места полезных. ископаемых и другие внутренние откровения отчего дома — Земли.
Сведения столь обильны, что в США создан специальный комитет, изучающий «отходы» космических исследований в целях использования этих побочных продуктов. Впрочем, решающие усилия брошены и на отладку военных программ, которые подмяли многое остальное.
Развитие космонавтики особо проявилось в совершенствовании средств связи, охватив все ее каналы: радио, телефон, телеграф, телевидение.
зы: коллайдер - это ускоритель. просто (или не просто)) ускоритель элементарных частиц. по союзу их было несколько ) и все ещё работают вроде.
@темы: напоминалки, Идеи, Люди