О пользе науки о своих

Мне, честно говоря, совершенно удивительно, что сейчас, в 21 веке по-прежнему ведутся горячие споры по поводу того, какая есть польза от науки (в частности, от фундаментальной физики). Регулярно то там, то тут встречаются нападки разной степени наивности и невежества о том, что-де современная физика занимается чем-то совсем бессмысленным, лишь тратит деньги впустую и т.д.

Эти нападки, и вообще эта точка зрения для меня кажется просто сюрреалистичной. Особенно если непосредственно перед этим полистаешь свежий выпуск Phys.Rev.Letters и отметишь для себя пару-тройку статей, в которых описываются новые шикарные способы применения фундаментальной физики на практике.

Как переубеждать в такой ситуации?

Самый естественный способ — приводить убедительные примеры. Только проблема тут в том, что конкретные примеры почему-то не убеждают. Приводишь один, другой, третий пример того, как чисто научное исследование вылилось в разработку новой методики, усовершенствование технологии и т.д. Что ж, соглашаются, но только в такой формулировке: иногда от науки тоже бывает практическая польза. И про себя думают: вот именно что “иногда”, ведь наука вообще занимается совершенно отвлеченными вещами.

Рассказанные кем-то конкретные примеры затем обычно забываются, зато вот это отношение — “наука в принципе занимается бесполезными вещами” — в головах остается.

Мне кажется, что переломить это отношение трудно просто потому, что это потребует от оппонента большой “умственной выносливости”. Надо почитать про как минимум несколько десятков (а лучше сотни) конкретных научных работ, которые уже нашли практическое применение или открывают прямую дорогу к ним. Надо научиться видеть связи между работами, когда одна работа открывает возможность другой, а та — третьей, и на выходе вдруг возникает, скажем, конкретная схема сверхчувствительного акселерометра нового типа или технология создания материалов с выдающимися характеристиками. И самое важное, надо научиться догадываться об этих практических возможностях уже на ранних этапах исследований, когда они на первый взгляд выглядят лишь “наукой в себе”.

Со всем этим “простой человек”, особенно если он не хочет менять свою точку зрения, попросту не справится, поскольку он очень быстро умственно утомляется. Он послушает два-три примера и скажет, что это всё лишь исключения, которые только подтверждают правило. И на всякий случай перейдет в контрнаступление со словами “А какая польза от хиггсовского бозона?”

Мне кажется, что в этой ситуации полезно в головы, скажем так, недоверчивых людей, внедрить одну короткую и четкую мысль, а конкретные примеры потом уже подавать всегда в контексте этой мысли.

Мысль такая: с помощью науки мы находим явления, которые происходят сами собой, и затем их используем.

Поясню. Когда говорят про практическую пользу, то имеют в виду какие-то желания или фантазии человека, которые существующие технологии не позволяют реализовать. Обычно так получается потому, что тот или иной эффект не получается достичь “грубой силой”.

Однако в природе есть огромное множество явлений, в которых тот или иной эффект происходит сам собой, автоматически, без специальных усилий со стороны человека. Об этих явлениях заранее не догадаешься — всё-таки человеческая фантазия очень слаба по сравнению с реальным устройством природы. Наука открывает и изучает эти явления, извлекая из них список эффектов, которые можно использовать в технологиях, часто расширяя при этом границы фантазии человека.

Это разумеется не единственная ценность науки. Но это то, что следует всегда помнить в разговоре о практической ценности науки.

Примеров тут можно приводить огромное множество, от самых простых до очень сложных.

Маятник хорошо отсчитывает время — просто потому, то период малых колебаний практически не зависит от амплитуды (т.е. не требуется поддерживать амплитуду постоянной, маятник “сам знает”, с какой частотой колебаться, даже если амплитуда затухла в десять раз).

Радиоволны (которые вообще-то сами по себе уже являются бесценным вкладом науки в комфортную повседневную жизнь) можно легко передавать далеко за горизонт — путем отражения от земной ионосферы, так что не требуется ставить ретрансляторы с усилителями в прямой видимости друг от друга через каждые 10 км.

Как сделать так, чтобы при радиотерапии опухоли энергия выделялась в определенном месте внутри тела, а не во всей его толще под лучом? Для этого надо вместо рентгеновских лучей взять поток протонов или тяжелых ядер с определенной энергий. Законы их движения сквозь вещество автоматически приведут к нужному эффекту.

Быстро нагревать вещество легко — достаточно сфокусировать мощный лазерный импульс. А что, если вам потребуется провести какую-то реакцию в режиме охлаждения со скоростью миллиард градусов в секунду? Это можно сделать в сонолюминесцентном пузырьке: в фазе разрежения там автоматически создаются нужные условия.

Какое вещество надо использовать для максимально эффективного теплоотвода? Сверхтекучий гелий. В нём теплопередача автоматически достигает заоблачных высот — например в Большом адронном коллайдере удается отводить киловатты(!) теплового потока на расстояния в километры(!) при перепаде температуры между источником и стоком тепла всего 0,1 градуса.

Чем можно просветить толстый кусок металла, чтобы выяснить, нет ли внутри отдельных вкраплений чужеродного материала? Потоком холодных нейтронов.

И так далее. В общем, очень многие практически полезные достижения физики можно свести к этой мысли — эффекты, которые происходят сами собой, но про которые мы без науки не догадались бы. Было бы просто замечательно, если бы эту мысль удалось донести до широкой публики.

Çà÷åì íóæíà íàóêà? Ýòî òîò âîïðîñ, íà êîòîðûé ìíå íåîáõîäèìî îòâåòèòü â ýòîì ýññå. Íî, ïðåæäå âñåãî, ÿ áû õîòåëà îòâåòèòü íà äðóãîé âîïðîñ. ×òî æå òàêîå íàóêà? Êàê ÿ ìîãó ðàññóæäàòü î òîì, çà÷åì ÷òî-òî íóæíî, åñëè ÿ íå èìåþ ÷åòêîãî ïðåäñòàâëåíèÿ î òîì, ÷òî æå ýòî òàêîå. Ïîýòîìó ÿ ðåøèëà îáðàòèòüñÿ ê Âñåìèðíîé Ñåòè.

Íà ìîé çàïðîñ â Èíòåðíåòå â ñåêóíäó âûøëî îãðîìíîå êîëè÷åñòâî ññûëîê ñ ðàçëè÷íûìè, íî òàêèìè ïîõîæèìè äðóã íà äðóãà îïðåäåëåíèÿìè ñëîâó «íàóêà». È âîò îäíî èç íèõ:

«Íàóêà – ñôåðà ÷åëîâå÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, èìåþùàÿ ñâîåé öåëüþ ñáîð, íàêîïëåíèå, êëàññèôèêàöèþ, àíàëèç, îáîáùåíèå, ïåðåäà÷ó è èñïîëüçîâàíèå äîñòîâåðíûõ ñâåäåíèé, ïîñòðîåíèå íîâûõ èëè óëó÷øåíèå ñóùåñòâóþùèõ òåîðèé, ïîçâîëÿþùèõ àäåêâàòíî îïèñûâàòü ïðèðîäíûå (åñòåñòâåííûå íàóêè, åñòåñòâîçíàíèå) èëè îáùåñòâåííûå (ãóìàíèòàðíûå íàóêè) ïðîöåññû è ïðîãíîçèðîâàòü èõ ðàçâèòèå».

Òàê ÷òî æå ýòî ïîëó÷àåòñÿ? Íàóêà – ýòî âñ¸? Âñ¸, ÷òî íàñ îêðóæàåò – ýòî íàóêà? Èëè íàóêà – ýòî òî, ÷òî èçó÷àåò âñå îêðóæàþùåå íàñ? À êàêèå áûâàþò íàóêè? Ìàòåìàòèêà, áèîëîãèÿ, õèìèÿ, ôèçèêà. Âñ¸ ýòî íàóêè. Òàê çà÷åì â øêîëàõ, óíèâåðñèòåòàõ ïðåïîäàâàòåëè òàê ñòàðàòåëüíî ïûòàþòñÿ âíåäðèòü â ãîëîâû ñâîèõ ó÷àùèõñÿ çíàíèÿ ïî îïðåäåëåííûì íàóêàì. È òîò ñàìûé ãëàâíûé âîïðîñ ìîåãî ýññå: çà÷åì íóæíà íàóêà?

 ñîâðåìåííîì ìèðå íàóêà íåîáõîäèìà äëÿ òîãî, ÷òîáû ÷åëîâåê ìîã ïîíèìàòü, ïðèíèìàòü, çíàòü è ìîæåò äàæå ïðî÷óâñòâîâàòü íà ñåáå âñ¸ òî, ÷òî åãî îêðóæàåò èëè îêðóæàëî åãî ïðåäêîâ. ×åëîâåê íå ñìîæåò ñóùåñòâîâàòü â ñîâðåìåííîì îáùåñòâå, åñëè íå áóäåò çíàêîì ñ ýëåìåíòàðíûìè çíàíèÿìè ðàçëè÷íûõ íàóê. Ïðåäñòàâèì, ÷òî ïåðåä íàìè ÷åëîâåê, êîòîðûé íèêîãäà íå ÷èòàë êíèã, íå ó÷èëñÿ è íå ìîã íèãäå óçíàòü î ÷åì-ëèáî. Äà, ýòî òðóäíî, íî ÿ íàñòîÿòåëüíî ïðîøó âñ¸-òàêè ïðåäñòàâèòü òàêîãî ÷åëîâåêà. Ïðåäñòàâèëè? À òåïåðü äàâàéòå ïîïðîáóåì îïèñàòü åãî. Êàê îí âûãëÿäèò? Íàâåðíîå, îí âûãëÿäèò î÷åíü ñòðàííî. Íà åãî íîãàõ ïåð÷àòêè, íà ðóêàõ áîòèíêè… À ÷òî òâîðèòñÿ ó íåãî â ãîëîâå? Ïðåäñòàâèì, ÷òî ìèìî íåãî ïðîåõàë âåëîñèïåäèñò. ×òî ïîäóìàåò íàøà íåáûâàëüùèíà? ß ïîïðîáóþ äàæå êîíêðåòíî âîñïðîèçâåñòè çäåñü åãî ñëîâà: «Ýýýýý… ìóóó…». È, äåéñòâèòåëüíî, êàê îí ìîæåò äóìàòü, åñëè îí íèêîãäà êíèã íå ÷èòàë? ×åì îí ìîæåò äóìàòü? Íàâåðíîå, êàðòèíêàìè. Õîòÿ, ýòî îäèí èç âîïðîñîâ, êîòîðûé ìåíÿ î÷åíü èíòåðåñóåò: «Êàê äóìàåò ÷åëîâåê, êîòîðûé íèêîãäà íå ÷èòàë è íå îáùàëñÿ ñ ëþäüìè?». Íî ýòî óæå òåìà äëÿ äðóãîãî ýññå. Òàê âîò, âåðíåìñÿ ê íàøåìó ÷åëîâåêó è ê îáùåñòâó â öåëîì. Òàê äëÿ ÷åãî íóæíà íàóêà? Âî-ïåðâûõ, ÷òîáû ïîíèìàòü âñ¸ òî, ÷òî ïðîèñõîäèò âîêðóã è íå äóìàòü, ÷òî ïðîåçæàþùèé ìèìî âåëîñèïåäèñò – ýòî ÷åëîâåê, ê êîòîðîìó âðîñëà ýòà ñòðàííàÿ ìåòàëëè÷åñêàÿ êîíñòðóêöèÿ ñ êîëåñàìè. Òàêæå íàóêà íóæíà äëÿ òîãî, ÷òîáû õîòÿ áû èìåòü ïðåäñòàâëåíèÿ, ÷òî áûëî äî òåáÿ. Áåç íàóêè ìû íå çàâÿæåì øíóðêè, íå îòêðîåì äâåðü, íå çàâåäåì ìàøèíó – ýòî âåäü òîæå âñ¸ íàóêà.

À åñëè çàéòè â ìàøèíó âðåìåíè, íàæàòü íà êíîïêó è ïåðåíåñòèñü íà òûñÿ÷è ëåò íàçàä. ×òî ìû óâèäèì? Î, ñìîòðèòå, îíè òàê ïîõîæè íà íàñ. Íî ÷òî îíè äåëàþò? Çà÷åì îíè êàìíåì áüþò î çåìëþ? ×òî îíè ñòàðàþòñÿ ñäåëàòü? Ñìîòðèòå, îí ñëó÷àéíî óäàðèë êàìåíü î êàìåíü. Îãîíü. Íî ïî÷åìó îí òàê áîèòñÿ åãî? Çà÷åì îí ëåçåò òóäà ðóêîé? Íåóæåëè, îí íå çíàåò, ÷òî ýòî áîëüíî? Îðåò…

 ïåðâîáûòíîñòè ïîíÿòèÿ íå èìåëè, ÷òî òàêîå íàóêà. Íî èìåííî íàøè âîëîñàòûå ïðåäêè áûëè òåìè, ñ êîãî âñå íà÷àëîñü. Ìåòîäîì ïðîá è îøèáîê îíè âûÿñíÿëè, êàê æèòü ëó÷øå è êîìôîðòíåå, ÷òîáû óæå ìû, â ñâîå âðåìÿ, ñìîãëè çíàòü, ïðî÷èòàòü, ïî÷óâñòâîâàòü òî, ÷òî íå ìîãëè îíè. Îíè îñòàâëÿëè íàì çíàêè, çàïèñè, ÷òîáû ìû ìîãëè óçíàòü áîëüøå.

Òàê ÷òî ýòî ïîëó÷àåòñÿ?  ïåðâîáûòíîñòè íàóêè íå áûëî? Áûëà. Îíà è çàðîæäàëàñü â ïåðâîáûòíîñòè. ×òîáû ìû ñåé÷àñ ìîãëè ïîëüçîâàòüñÿ òåì, ÷åì ïîëüçóåìñÿ, è ðàäîâàëèñü æèçíè.