Как утверждает Даймонд, поставленная перед наукой цель выходит за рамки наблюдения и описания и заключается в объяснении. Однако он также указывает на то, что для этого необходимо запастись терпением: «Возможно, даже несколько столетий придется терпеливо мириться с тем, что не будет ничего, кроме наблюдений и описаний, прежде чем появится надежда на близкое объяснение».
Сила прогноза
Снова дадим слово Даймонду:
Неизменным фирменным знаком науки является ее потенциал полезных прогнозов: правильное понимание мира позволяет использовать эти знания для прогнозирования событий или влияния на их ход. В этом заключается секрет ускорения промышленной революции после 1820 года. Лишь к этому времени химия и физика (термодинамика) накопили достаточные силы для того, чтобы давать объяснения, выйти за рамки описания и найти применение в процессе конструирования машин и разработки химических процессов. Сами естествоиспытатели нередко ложно понимают эту способность прогнозирования, что происходит по двум причинам. Во-первых, физики нередко сожалеют о том, что отдельные науки, такие, как палеонтология, не могут прогнозировать будущее. Однако это является недоразумением. Конечно же, палеонтолог не может предугадать, что он найдет или не найдет в новых открытых пластах земли с ископаемыми остатками, но некие предположения он сделать может. Некоторые науки (биология эволюции, историческая геология и другие) также оказываются полезными, когда речь идет, например, о прогнозировании того, что – если посмотреть в крупном масштабе – произойдет с ледниками, или как в будущем микробы смогут адаптироваться к своему окружению. Второе недоразумение, возникающее как лакмусовая бумажка в научном прогнозировании, заключается в том, что отдельные ученые исследуют очень сложные системы, в которых играют роль тысячи переменных, во многих случаях остающихся без контроля (вспомним об экосистемах, о климате или об отдельных людях). Эта комплексность является препятствием для специфических прогнозов, но она не оказывает негативного влияния на прогнозирование общего характера. А компьютеры и новые методы моделирования создают все больше и больше возможностей специального прогнозирования в области экологии, изучения климата, астрономии и в других областях.
Иными словами, наука вовлекает единичный случай во все более и более широкий круг. Она давно уже вышла за рамки изучения и управления воспроизводимыми процессами.
Наука дает только ясные ответы
Естествознание действует обычно в традиции объяснения, которое можно охарактеризовать при помощи трех принципов. Во-первых, люди способны задавать разумные вопросы, причем имеются в виду вопросы, на которые можно дать понятные и интересные ответы: почему женщины начинают мерзнуть раньше мужчин? Почему лист бумаги падает на землю медленнее, чем карандаш? Во-вторых, разумные ответы на эти вопросы можно найти, используя подходящие методы или соответствующие знания: мускулы – производители и аккумулятор тепла, а у женщин жировая ткань преобладает над мышечной; и сопротивление бумаги воздуху больше. А в-третьих, все представленные ответы совместимы и не противоречат друг другу. В противном случае возникла бы неразбериха.
Двойственная природа света
Если первые два принципа являются неоспоримыми и остаются неприкосновенными, то опыт XX века сделал третий принцип непригодным. Самый известный пример – вышедший в свет в 1905 году труд Альберта Эйнштейна, который сам он охарактеризовал как «революционный» и за который получил Нобелевскую премию в области физики. Когда 26-летний Эйнштейн представил свои соображения «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» в авторитетном журнале “Annalen der Physik”, он разрушил уверенность физиков в том, что свет можно рассматривать как движение волны. Эйнштейн показал, что природу света можно понять, лишь признав, что он состоит из частиц. Эти частицы света называются фотонами. Таким образом, свет – это одновременно и волна, и поток частиц. Итак, свету присуща «двойственность», но теперь уже нельзя однозначно сказать, что же это такое – свет. Можно говорить о нем все, что угодно – о его энергии, направлении, интенсивности, поляризации, – но не о его сущности. Эйнштейн это сразу почувствовал и свое ощущение определил так: «У меня почва ушла из-под ног». Всю свою жизнь он продолжал ломать голову над этой проблемой, но к решению так и не приблизился. Иными словами, наука не знает, что такое свет, или, выражая эту мысль иначе, свет сохранит свою тайну, даже если вы попытаетесь раскрыть ее, используя все имеющиеся технические средства.
Метаморфоза тайн
Так можно сформулировать смело звучащий тезис о том, что наука не есть нечто, превращающее загадку природы в понятное и применимое решение. Естествознание скорее превращает таинственный феномен в таинственное объяснение, причем следует добавить, что это обстоятельство уже не раз было на слуху и принималось, но в другой формулировке. Если исследователь говорит, что после того, как он получил ответ на вопрос, вопросов возникло больше, чем было прежде, то он имеет в виду именно то, что мы и назвали метаморфозой тайн. Впрочем, это не минус, а как раз наоборот – самое лучшее, что может случиться с наукой, поскольку, снова цитируя Эйнштейна, «самое прекрасное и глубокое переживание, выпадающее на долю людей, – это ощущение таинственности. Это основное чувство, стоящее у колыбели настоящей науки и искусства. Оно лежит в основе всех наиболее важных явлений в культуре. Тот, кто не испытал этого ощущения, кажется мне если не мертвецом, то, во всяком случае, слепцом».
А теперь покажем, как объяснения порой выглядят еще более таинственными, чем объясняемое явление. Вернемся к свету. В XIX веке – до Эйнштейна – ученые поняли, что свет следует понимать как электромагнитную волну. В физике это описано известными уравнениями Максвелла (которыми Эйнштейн всегда восхищался). На соответствующих иллюстрациях в учебниках показано, как электрическая составляющая световой волны повышается и понижается, при этом повышается и понижается и ее магнитный антипод, который в свою очередь снова увеличивает и уменьшает электрическую составляющую и т. д. Однако в действительности все выглядит иначе. На самом деле непонятно и невообразимо, как магнитное свойство может превратиться в электрическое, и наоборот. Правда, можно себе представить, как это происходит, например, при столкновении атомов газа и обмене импульсами, но как взаимодействуют электрические и магнитные поля? Однако и с атомами происходит нечто более сложное, если вспомнить о зарядах их электронов, а следовательно, об исходящих от них полях, которые сталкиваются именно при столкновении атомов.
Правда, есть математическое описание в форме уравнений Максвелла, которые представляют все это в сконцентрированном и прогнозируемом виде. Но отсюда отнюдь не следует, что теперь все стало ясно и понятно и мы наконец можем проникнуть в самую суть света.
Возьмем другой пример, простое и хорошо знакомое явление, благодаря которому предметы падают на землю, а мы можем опуститься в удобное кресло. Физика объясняет это полем тяготения, или гравитационным полем, описанным еще Ньютоном. Но как понять: а) откуда возникает такое поле, б) как оно распространяется в пространстве, и в) как оно действует? Поля гравитации еще более таинственны, чем земное притяжение, которое создает их. И тут наука превращает одну тайну природы в другую, в значительно глубже скрытую тайну: в данном случае – в тайну поля тяготения. Еще один пример из физики: когда ее представители в начале XX века в результате экспериментов узнали, что в атомах есть ядра, а в них, помимо прочего, находятся положительно заряженные элементарные частицы (протоны), возник вопрос о том, как они удерживаются, ведь, имея одинаковый заряд, они должны отталкиваться друг от друга. В качестве ответа было представлено так называемое сильное взаимодействие, благодаря которому протоны и удерживаются в ядре. Но оно само остается тайной. В заключение еще один пример из биологии: открытие в 1953 году структуры двойной спирали ДНК. Джеймс Дьюи Уотсон и Фрэнсис Крик, двое ученых, которым мы обязаны этому открытию, помчались в пивную с победными криками: «Мы разгадали величайшую загадку жизни!». Как бы им того ни хотелось, но это не так. Структура двойной спирали задачу не решает, а лишь приоткрывает тайну жизни, а потому и сегодня так очаровывает нас.
