мы  узнаем,
что камень всегда падает вниз на Землю, что
есть  твердые  предметы,  о  которые  можно
ушибиться, что  огонь может обжечь и многое
другое.
  Однако  как  ни  важны  подобные  знания,
накапливаемые  ребенком,   впоследствии   и
взрослым человеком,  они  еще  не  образуют
науки. Подобный  опыт приобретают  и многие
животные вскоре после рождения, хотя их по-
ведение      определяется       врожденными
инстинктами в  гораздо большей степени, чем
у человека. Это частные правила, касающиеся
течения отдельных  явлений. Они говорят нам
о том,  что произойдет  в обычных условиях,
но не  отвечают на  вопрос, почему  те  или
иные события  вообще происходят  и не могут
ли эти  события не  наступить  совсем.  Они
также   не   позволяют   предсказать,   что
произойдет в новых, изменившихся условиях.
  Потребность же  в  понимании  окружающего
мира,    в     объяснении     относительной
устойчивости  протекающих   в  нем  событий
очень   велика.    Это    необходимо    для
уверенности   в    завтрашнем   дне,    для
возможности    предвидения     того,    что
произойдет.   Людям    необходимо    понять
устройство окружающего  мира, чтобы выжить,
чтобы использовать  окружающие  предметы  и
явления, силы природы для облегчения труда,
улучшения условия жизни.
  Благодаря знаниям выжил именно человек, а
не     могучие      динозавры,      которые
господствовали  в   мире,   когда   в   нем


                                         91

приблизительно  200   миллионов  лет  назад
появились наши маленькие мохнатые предки.
  Стремление   увидеть    в    разрозненных
событиях нечто  общее, понять  причины  как
обычных, так  и редко встречающихся явлений
привело к  зарождению науки.  В  результате
длительной  борьбы   за   существование   у
человека появилась внутренняя потребность в
познании природы. В первую очередь выживали
те, кто  лучше  понимал  окружающий  мир  и
стремился расширить свои познания.
  Можно сказать,  что мозг в первую очередь
не орган  логического  мышления,  а  орудие
борьбы за  существование, оказавшееся более
мощным, чем  клыки, бивни  и  когти  (Сент-
Дьери). Может  показаться, что в наше время
приобретение все более новых и новых знаний
уже не  необходимо для  того, чтобы выжить.
Но это не так. Энергетические ресурсы Земли
(нефть, газ,  каменный уголь и др.), рудные
месторождения быстро  истощаются. И без от-
крытия  новых   источников  энергии,  новых
материалов, заменяющих  привычные  металлы,
человечество не  в  состоянии  существовать
длительное время.
  Потребность во все более и более глубоких
знаниях  остается  одним  из  сильнейших  и
благороднейших    импульсов,    побуждающих
человека к  действию. Не  только прикладное
значение  науки,  но  и  радость  познания,
красота открывающихся  нам законов  природы
привлекала и продолжает привлекать людей.








92

Зарождение и развитие современного научного
                  метода
                исследования

  1. Потребность в  познании  мира  вначале
привела к попыткам объяснить сразу весь мир
в  целом.  Немедленно  получить  ответы  на
такие всеобъемлющие вопросы: откуда взялась
Вселенная?  В  чем  сущность  жизни?  Какие
принципы управляют  всеми событиями в мире?
И многие им подобные.
  Дать  сразу   сколь-нибудь   обоснованные
ответы    на    эти    вопросы    оказалось
невозможным.  Начали  придумывать  разнооб-
разные мифы о возникновении мира.
  Лишь примерно  500 лет назад человечество
вступило на путь научного познания природы,
оказавшийся поразительно  плодотворным;  на
путь   детального   экспериментирования   с
природой. Это  было  началом  науки  в  той
форме, как  мы ее  знаем сегодня.  Стимулом
для  естествознания   XVII в.  стал  призыв
английского философа Фрэнсиса Бэкона (1568-
1626).   Ф.Бэкон    понял   очень    важное
обстоятельство: законы  природы могут  дать
неизмеримо  больше,  чем  заключено  в  том
опытном материале,  на основе  которого они
получены. Именно  благодаря этому  возможна
наука.
  Развитие науки  в современном  понимании,
по словам  выдающегося физика В.Вайскопфа1,
началось  с   того,  что   вместо   попыток
получить немедленно  ответы  на  глобальные
вопросы, начали интересоваться простыми, на
первый взгляд, незначительными фактами. Как
____________________
1 Вайскопф В. Физика  в двадцатьм столетии.
  М., 1977. С. 256.


                                         93

происходит падение  камня? На  сколько гра-
дусов нагреется  вода, если  в нее  бросить
кусок раскаленного  железа?  Но  эти  факты
устанавливались совершенно  строго,  точно,
количественно. Любой  человек  при  желании
мог   убедиться    в   их   справедливости,
проверить их.
  Это относится не только к простым фактам,
которые мы  упомянули, но  и  к  сложнейшим
экспериментам физики  элементарных  частиц,
таким  как   обнаружение   и   исследование
свойств переносчиков  слабых взаимодействий
-  векторных  бозонов.  Правда,  для  этого
необходим  синхрофазотрон,   которым  может
располагать только  большое государство или
сообщество государств.  Но сути дела это не
меняет. Открытый  новый факт становится до-
стоянием   науки,   если   он   подтвержден
группами   независимых   исследователей   в
различных научных центрах.
  Вместо того  чтобы задавать общие вопросы
и получать  частные ответы,  ученые  начали
задавать  частные   вопросы   и   научились
получать   общие   ответы.   Этот   процесс
продолжал развиваться:  вопросы, на которые
мог быть  получен  ответ,  становились  все
более и  более общими.  "Самый непостижимый
факт, -  как сказал  однажды А.Эйнштейн,  -
заключается в том, что природа познаваема".
В   процессе   познания   законов   природы
отчетливо    проявилась     и    продолжает
проявляться справедливость  мысли Бэкона  о
возможности   нахождения   общих   законов,
отправляясь  от  частных  фактов,  установ-
ленных    точными    экспериментами.    Это
позволяет предсказывать принципиально новые
явления, которые не наблюдал еще никто. Так
Дж. Максвелл на  основе открытой им системы


94

уравнений для  электромагнитного поля пред-
сказал существование электромагнитных волн.
Д.И.Менделеев с помощью своей периодической
системы элементов  предсказал существование
нескольких  новых  химических  элементов  и
описал их  свойства.  На  основе  квантовой
механики были выявлены необычайные свойства
полупроводников,  устройства   из   которых
составляют  физическую   базу   современных
радиотехнических    приборов     и     всех
современных ЭВМ.
  Возможность предсказания  новых явлений и
свойств  тел  -  доказывает  справедливость
открытых законов природы.
  С   развитием    и   углублением   теории
появляется  возможность  дать  истолкование
многих понятий,  введенных с  самого начала
исследования. Например, только с появлением
молекулярно-кинетической теории  был вскрыт
физический смысл  температуры  как  средней
меры  интенсивности  хаотического  движения
молекул.
  Надо еще  подчеркнуть, что справедливость
физической теории доказывается тем, что вся
совокупность следствий из нее согласуется с
опытными        фактами.         Логическая
непротиворечивость теории необходима, но не
достаточна для справедливости теории, как в
математике.   Можно   построить   логически
безупречную теорию,  которая не будет иметь
никакого  смысла,   если   не   будет   со-
ответствовать фактам.
  2. Остановимся теперь  кратко на сущности
научного метода исследования.
  Ученые давно  перестали верить  в то, что
можно постичь  истину, сидя  за  письменным
столом и  размышляя о  том, как должна быть
устроена Вселенная.  Около  350  лет  назад


                                         95

были   окончательно    выработаны    основы
наиболее  подходящего   физического  метода
исследования.  Он   состоит  в   следующем:
опираясь на  опыт, отыскивают количественно
(математически)    формулируемые     законы
природы.   Открытые    законы   проверяются
практикой.
  Нельзя  не   удивляться,  как,   начав  с
исследования несложных фактов, сравнительно
быстро выросла  современная наука.  За  не-
сколько сот  лет ученые  пришли к  открытию
многих  фундаментальных   законов  природы.
Начиная  с   Галилея  и   Ньютона,   ученые
перестали видеть  задачу науки  в  попытках
сведения непривычных,  "непонятных" явлений
к привычным  и "понятным"  с  точки  зрения
здравого  смысла.   Задачей   науки   стало
отыскание  математически  выражаемых  общих
законов природы, которые охватывали бы гро-
мадную совокупность фактов.
  Стали требовать объяснения на основе этих
законов  привычных   нам  вещей,   которые,
казалось   бы,   не   требуют   объяснений.
Например,  почему  книга  не  проваливается
сквозь  стол?   Этим   был   брошен   вызов
"здравому смыслу".  Вызов, который  в таких
современных     теориях      как     теория
относительности и квантовая механика привел
к прямому  противоречию с обыденным здравым
смыслом.
  Суть  этой   новой  направленности  науки
далеко, к  сожалению, не  вошла в  плоть  и
кровь всех  людей. В  связи  с  этим  очень
часто   и    сейчас   возникает   множество
недоразумений.     Прочувствовать      суть
современного   научного   мировоззрения   и
метода не  легко. Переворот, который должен
произойти  в   сознании   человека,   можно


96

сравнить с  переворотом  в  голове  дикаря,
который  от   лечения  такими   "понятными"
средствами, как  изгнание злых духов и т.д.
должен  перейти   к  "таинственным"  мерам:
кипячению   воды,   прививкам,   соблюдению
гигиенических правил и т.д. Изгонять нужно,
как  выяснилось,   не  привычных  "здравому
смыслу" человекоподобных существ, а микробы
и вирусы,  которые  видеть  простым  глазом
невозможно.
  3. Достижения  современной  науки  трудно
переоценить. Мы  уже достоверно  знаем, что
было с  нашей Вселенной около 15 миллиардов
лет назад.  В это  время произошел "Великий
взрыв" и  Вселенная начала расширяться. Это
расширение продолжается до сих пор.
  Первоначально  вещество   Вселенной  было
очень  горячим,  но  расширение  привело  к
постепенному  уменьшению  температуры.  При
температурах порядка  нескольких миллиардов
градусов начали образовываться атомные ядра
из протонов  и нейтронов. Когда температура
снизилась  до  нескольких  тысяч  градусов,
ядра   получили   возможность   захватывать
электроны: начали  образовываться  атомы  и
простые молекулы,  а затем  жидкости и кри-
сталлы.   Наконец,    возникли   гигантские
цепеобразные молекулы,  на  основе  которых
зародилась жизнь.
  Величайшим триумфом человеческого разума,
рядом с которым трудно поставить достижения
человечества как в области других наук, так
и в  сфере практической  деятельности, было
создание  в   20-х  годах  ХХ в.  квантовой
механики. На основе разрозненных, на первый
взгляд, противоречащих  друг  другу  экспе-
риментальных   фактов,    касающихся    тех
макроскопических      явлений,      которые


                                         97

порождаются индивидуальными  микроскопичес-
кими  процессами,  удалось  создать  теорию
движения элементарных  частиц. Теорию  про-
цессов непосредственно недоступных ни нашим
органам чувств,  ни воображению.  Мы лишены
возможности представить  себе эти  процессы
наглядно  в   полной  мере,   так  как  они
совершенно отличны  от тех макроскопических
явлений, которые  человечество наблюдало на
протяжении  сотен   тысяч  лет  и  основные
законы которых  были сформулированы к концу
XIX в.
  Квантовая  механика   впервые   объяснила
устойчивость     атома,      закономерности
образования молекул  и  позволила  в  общих
чертах  понять   строение   вещества.   Она
открыла  новый   "вероятностный"   мир,   в
котором     существуют     микроскопические
объекты. Объекты эти наделены удивительными
противоречивыми свойствами: они могут иметь
определенное   положение   и   определенную
скорость.   Но    не   могут    иметь    их
одновременно!   При    попытке   ограничить
движение   микрочастицы    малой   областью
пространства,   их   скорость   и   энергия
неизбежно взрастают.
  Далее, с одной стороны, микрообъект ведет
себя подобно  частице: электроны,  фотоны и
др. микрочастицы можно считать поштучно и с
помощью приборов фиксировать в пространстве
с точностью  до размеров  атома  (10-8 см).
Но, с другой стороны, тот же фотон способен
взаимодействовать  со  всеми  частями  мак-
роскопического  тела   размером   несколько
метров, т.е.  ведет себя  как размазанное в
пространстве    образование     -     волна
(корпускулярно-волновой дуализм).



98

  В  последние   годы  начала   проявляться
внутренняя структура  элементарных  частиц.
Самое  сокровенное   в  природе  постепенно
становится доступным человеческому разуму.
  4. Теперь  мы   убеждены,  что  найденный
наукой  путь   познания  мира   единственно
правильный. Только  отказ  от  немедленного
получения исчерпывающей, абсолютной истины,
только  бесконечный  путь  сквозь  пестроту
экспериментальных  фактов  сделали  научный
метод столь успешным и проникающим.
  Ученые  давно   поняли,  что  познание  -
длительный и трудный процесс. Мир огромен и
очень сложен.  Много мы  не знаем совсем, о
многом лишь начинаем догадываться. Не знаем
с  достоверностью   структуру  элементарных
частиц и  не в  состоянии пока  понять, чем
обусловлены наблюдаемые  свойства частиц  и
сколько типов  истинно элементарных  частиц
существует в  мире. Не  знаем, что  было  с
Вселенной до  "Великого взрыва" и что будет
с ней  в дальнейшем  и еще многого, многого
другого.
  Мы имеем  пока лишь  основу для  описания
эволюции     Солнечной      системы      от
беспорядочного пылевого облака до образова-
ния планет  и зарождения  жизни на одной из
них -  Земле. Только  недавно приступили  к
изучению живых  организмов на  молекулярном
уровне.    Здесь    удалось    расшифровать
информационный    код     наследственности,
записанный  на   спиральных  молекулах  де-
зоксирибонуклеиновой кислоты  (ДНК). Но как
на  основе   этого  кода   создается  живой
организм  остается   неясным  и  в  главных
деталях. Очень мало достоверного известно о
природе сознания.



                                         99

  Наука, в  отличие от  мифов и религий, не
утверждает, что  она может  немедленно дать
ответы на все вопросы. В том числе на самые
животрепещущие: о  предназначении человека,
природы  и   происхождении  нравственности,
неистребимости зла в мире, судьбе Вселенной
и  т.д.   Но  она  обеспечивает  правильное
понимание  проблемы   в  целом,  правильный
подход к  возможному их решению. Основанный
на  научном  методе  подход  -  единственно
правильный,     так     как     гарантирует
достоверность полученных знаний. Однако это
трудный и медленный путь достижения истины.
  В одном мы можем быть уверены - найденный
человечеством   путь    познания    природы
является правильным.
  На    пути    теоретических    обобщений,
опирающихся  на  показания  самой  природы,
наука достигла поразительных результатов и,
главное,     создала      уверенность     в
неограниченной познаваемости мира.
  Глубоко заблуждался  Сократ, считая,  что
человечеству  никогда   не  понять,  почему
светят Солнце  и  Звезды,  законы  движения
планет.  "Все  это,  -  говорит  Сократ,  -
навсегда останется  тайной для  смертных и,
конечно,   самим   богам   грустно   видеть
стремление человека  разгадать то,  что они
навсегда скрыли от них". На все эти вопросы
Сократа ответы уже получены.
  Надо только  иметь в  виду,  что  попытки
разобраться в  самом  простом  и  обыденном
явлении очень  быстро  заведут  нас  весьма
далеко.  Настолько   далеко,  насколько   в
настоящее  время  продвинулась  наука.  Вот
пример цепочки  вопросов и ответов, которые
можно задавать почти по любому поводу.
  


100

  Почему  книга   не  проваливается  сквозь
стол?
  Потому что стол не дает ей падать.
  А почему не дает?
  Потому что  стол немного  прогибается под
действием книги,  и при этом возникает сила
упругости, которая  и мешает  книге падать,
несмотря на притяжение к Земле.
  Почему возникает сила упругости?
  Потому что расстояния между атомами стола
при его  изгибе меняются,  - и  из-за этого
возникает дополнительная  сила, действующая
между   заряженными    частицами   соседних
атомов.
  Но  почему   электроны  притягиваются   к
положительно заряженному ядру, но не падают
на него? Почему существуют атомы?
  А потому,  что есть  такой закон  природы
(закон  квантовой   механики):  чем  меньше
область пространства,  в которой  заключена
частица, тем  быстрее она должна двигаться.
Это  мешает   электрону  упасть   на  ядро,
размеры которого  примерно в  десять  тысяч
раз меньше размеров атома.
  Но почему такой закон существует?
  Вот этого  не знает  уже никто  на Земном
шаре. Опыт говорит, что такой закон есть, и
это пока все!
  
  5. Для  отчетливого   понимания  сущности
научного метода  надо ясно  осознавать, что
все  без   исключения   физические   теории
являются   приближенными:   они   описывают
определенный  круг  явлений  с  достаточной
практической  точностью  только  при  опре-
деленном  значении   таких   величин,   как
скорость, действие  в механике  и т.д. Но в
тех  границах,  где  справедливость  теории


                                        101

проверена  на   всех  вытекающих   из   нее
следствиях никаких,  противоречащих  теории
фактов, не  существует. Дело  в том,  что в
любой   теории    все   теснейшим   образом
взаимосвязано и  нельзя выкинуть  ни одного
звена и нельзя вставить принципиально новое
(в границах  применимости теории, конечно).
Так, механикой Ньютона или электродинамикой
Максвелла человечество будет пользоваться и
миллионы лет  спустя, если  только выживет.
Наука  развивается,   открывает  и   узнает
новое, но старые теории не упраздняет.
  По   словам    Р.Фейнмана,   "в   истории
человечества (если  посмотреть на нее через
десять  тысяч   лет)   самым   значительным
событием XIX  столетия,  несомненно,  будет
открытие         Максвеллом         законов
электродинамики.  На   фоне  этого  важного
научного  открытия   гражданская  война   в
Америке  в   том   же   десятилетии   будет
выглядеть       мелким       провинциальным
происшествием"2.


         Что такое законы природы?

  1. При    определении    сути    научного
мировоззрения говорилось о законах природы,
но  никакого  определения  закона  не  было
дано.   Возможно    на   этом   стоило   бы
остановиться раньше,  но ведь  каждый имеет
некоторое представление  о том,  что  такое
закон  и  большой  необходимости  в  точной
формулировке этого  понятия пока  не  было.
____________________
2 Файнман Р., Лейтон Р.,           Сэндс М.
  Феймановские лекции  по физике. М., 1966.
  Т. 5. С. 27.


102

Тем  не   менее,  определение  дать  нужно,
поскольку общепринятого  толкования термина
закон нет.  Для этого  надо хотя  бы кратко
познакомиться с  фундаментальными  физичес-
кими теориями и принципами симметрии. Проще
всего это  сделать,  отправляясь  от  общей
схемы структуры физики (рис. 1).
  
  
  
                                                                      
                    Экспериментальные                                  Принципы     сим-
                    факты                                                                       метрии  и  законы
                                                                       сохранения                                                                      
                   Рис. 1.          Фундаментальные
                                    физические теории
  Физика   -    экспериментальная  
наука.  Поэтому  в 
основе  ее   лежат  Философия
эксперимент