Выступить на столь общую тему меня побудила не обычная гордость ученого, чувствующего себя в силах внести вклад, пусть даже небольшой, в решение проблемы, интересующей не только его самого, но и его коллег. К спекуляции подобного рода все мы испытываем большое внутреннее сопротивление: она имеет много общего с хладнокровным рассуждением о кончине очень близкого нам человека. Именно такое чувство вызывают у нас, ученых, рассуждения о будущем самой науки, о том, не постигнет ли ее когда-нибудь, в достаточно отдаленные времена, судьба, выраженная в изречении: «Все нарождающееся обречено на гибель». В рассуждениях на столь деликатную тему принято исходить из предположения об оптимальных условиях для развития интересующего нас предмета и не считаться с опасностью того, что может произойти какой-либо несчастный случай, сколь бы реальна ни была эта опасность.
Самое замечательное в Науке — ее молодость. Первые зачатки химии (в современном понимании этой науки) появились не ранее трактата Бойля «Скептический Химик», вышедшего в свет в 1661 г. Может быть, рождение химии с большим основанием следовало бы отнести к периоду деятельности Лавуазье, где-то между 1770 и 1790 гг., или отсчитывать возраст химии с открытия Дальтоном закона, носящего его имя (1808 г.). Физика несколько старше. Ньютоновские «Начала» — сочинение в высшей степени законченное — появились в 1687 г. Некоторые физические законы были открыты Архимедом еще в 250 г. до н. э., но его открытия вряд ли можно считать настоящим рождением физики. В целом не будет ошибкой, если мы скажем, что возраст Науки насчитывает менее 300 лет. Это число следует сравнить с возрастом Человека, который заведомо больше 100 000 лет.
Заметно увеличивается число людей, посвящающих многие годы своей жизни приобретению знаний. Так, около 10% американской молодежи оканчивает колледжи, причем в последнее время каждые 20 лет эта цифра удваивается. Гарвардский колледж был основан в 1636 г. и в то время явно не был научным учреждением. Американской Ассоциации поощрения наук исполнилось 100 лет; первоначально она насчитывала лишь 461 члена. Ныне число ее членов превышает полмиллиона, и лишь за последнее полугодие оно увеличилось почти на 10 000 человек. В некоторых других странах увеличение численности студенческой аудитории менее заметно, но в России оно происходит еще более быстрыми темпами, чем в Америке.
Человек все больше осваивает Землю, и этот процесс непосредственно связан с расширением его знаний о законах природы. В течение 99 700 лет своей истории человек не оказывал сколько-нибудь заметного воздействия на поверхность Земли, но с появлением науки он успел вырубить леса на обширных территориях и истощить природные запасы некоторых минералов. Наблюдая в мощный телескоп Землю с Луны, вряд ли можно было бы заметить присутствие человека в течение первых 99 700 лет его истории, но игнорировать населенность Земли в течение последних 300 лет было бы трудно. В природе не существует явления, которое мы могли бы сравнить с внезапным развитием науки, не подчиняющимся каким-либо видимым закономерностям, за исключением, может быть, конденсации пересыщенного пара или детонации некоторых особо капризных взрывчатых веществ. Не будет ли и судьба науки в какой-то мере напоминать эти явления?
В самом деле, наблюдая за быстрым ростом науки и увеличением мощи человека, невольно начинаешь опасаться худшего. Человек явно не в силах соразмерить свой умственный кругозор с той ответственностью, которую возлагает на него его собственная, все возрастающая мощь. Именно это несоответствие и заставляет опасаться катастрофы. Высказанная только что мысль осознана ныне настолько глубоко (в особенности в связи с созданием и совершенствованием различных видов атомного оружия и последующими неудачными попытками разрешить возникшие с его развитием проблемы или хотя бы до конца разобраться в них), что стала почти банальной. Тем не менее, говоря о будущем науки, мы не будем принимать во внимание возможность катастрофы, а пределы роста науки будем рассматривать в предположении, что ее развитие не будет прервано каким-либо катаклизмом. Таким образом, последующие рассуждения применимы лишь в том случае, если нам удастся избежать угрожающей нам катастрофы и наука сможет развиваться в относительно мирной атмосфере. Цель проводимого нами анализа состоит в поиске внутренних ограничений, присущих самой науке, а не пределов, которые внешние воздействия ставят на пути ее развития (независимо от того, обусловлены ли эти воздействия прогрессом самой науки или нет).
|
|
Что следует понимать под естественным пределом «нашей науки», вероятно, станет особенно ясным, если мы попытаемся определить смысл выражения «наша наука». Наша наука — это весь запас наших знаний о явлениях природы. Возникает вопрос: что же «нашего» есть в таком запасе? Ответ на поставленный вопрос мы будем искать методом последовательных приближений, вводя то слишком широкие, то слишком узкие определения до тех пор, пока не придем к приемлемому компромиссу. Ясно, что любой набор фолиантов, содержащих накопленные факты и теории, не становится хранилищем наших знаний лишь оттого, что принадлежит нам. Пример эпохи Возрождения и в еще большей степени предшествовавшего ей мрачного средневековья учит нас, что одного лишь владения правом собственности на книги недостаточно. Необходимо ли, чтобы кто-нибудь знал содержание всех томов, прежде чем мы сможем назвать их «нашей наукой»? Такая точка зрения обладает определенными удобствами, но, приняв ее, мы вынуждены были бы признать, что наука уже достигла своих пределов или могла достичь их некоторое время назад. Разве недостаточно было бы в этом случае, чтобы в нашем обществе для каждого тома нашелся человек, который знал бы все его содержание? Нет, потому что утверждения различных томов могли бы противоречить друг другу, и если бы избранным «хранителям знания» была известна лишь часть утверждений, то эти противоречия остались бы скрытыми. Наука — это здание, а не груда кирпичей, сколь бы ценной ни была эта груда.
Я считаю, что некий запас знаний разумно назвать «нашей наукой» в том случае, если найдутся люди, способные выучить и использовать любую часть их, люди, которые бы жаждали овладеть каждой частью, даже сознавая, что это выше их сил, при условии, если есть достаточная уверенность, что отдельные части свода знаний не противоречат друг другу, а образуют единое целое. Раздел наших знаний, изучающий упругость, должен исходить из тех же представлений о структуре железа, что и раздел, занимающийся изучением магнетизма.
|
|
|
Если предложенная выше формулировка приемлема в качестве более или менее точного описания того, что можно понимать под «нашей наукой», то ограничения нашей науки кроятся в человеческом интеллекте, в объеме его интересов, способности к обучению, памяти, общению с себе подобными. Ясно, что все эти ограничения связаны с конечной протяженностью человеческой жизни. Действительно, если принять приведенное выше определение «нашей науки», то ее содержание будет меняться не только в результате завоевания новых областей, но отчасти и вследствие перемещения из более старых областей в новые. Некоторые вещи мы забываем и концентрируем свое внимание на последних достижениях. Именно сейчас более старые области науки перестают быть областями «нашей науки» не столько потому, что у нас нет уверенности в их соответствии новой картине мира (наоборот, я убежден в том, что они отлично вписываются в новую картину), сколько потому, что ни у кого нет особо сильного желания знать их — по крайней мере ни у кого из тех, кто интересуется новыми областями науки.
Возможности такого типа роста еще далеко не исчерпаны. Сегодня мы не столь охотно занимаемся теорией твердого тела, в которой студент должен прочитать около 600 статей, прежде чем достигнет «переднего края» и сможет вести свое собственное исследование. Вместо этого мы сосредотачиваем усилия на квантовой электродинамике, где изучающий должен ознакомиться лишь с 6 работами. Завтра мы можем забросить целые науки, например химию, и заняться чем-то менее исследованным. Более того, изменения в интересах явно не произвольны и в большинстве случаев вполне обоснованы, поскольку новый предмет, как правило, глубже оставленного, основан на более фундаментальных идеях и включает в себя старый. Свойства твердых тел следуют из принципов квантовой электродинамики, но эта дисциплина позволяет, кроме того, рассматривать и многие другие явления помимо тех, которые важны для физики твердых тел.
Тем не менее следует отдавать себе отчет в том, что поглощение старого предмета новой дисциплиной до некоторой степени иллюзорно. Например, студент, изучающий квантовую электродинамику, по существу не касается теории твердого тела, так как человеческий разум слишком слаб, чтобы вывести важные свойства твердых тел из квантовой электродинамики, если мы не предпримем специальных, экспериментальных и теоретических, исследований и не разовьем идеализации и приближений, пригодных именно для описания твердых тел. Только необычайно проницательный интеллект, опираясь на принципы обычной квантовой теории, мог бы заключить, что существуют твердые тела и что они состоят из атомов, расположенных в пространстве в виде правильных решеток. В то же время человеческий разум сразу же осознал бы все значение и роль дефектов кристаллических решеток. Уравнения квантовой теории можно уподобить прорицанию оракула, описывающего в удивительно сжатом виде явления кристаллофизики. Однако человеческий разум не в силах понять, о чем вещает оракул, если прорицания не снабжены комментариями. Объем комментариев находится в таком же отношении к сжатым изречениям оракула, как вся библия — к стиху из книги Левит. Очевидно, существует предел, выше которого сжатость изложения, сколь бы возвышенной она ни была, как самоцель перестает быть полезной для хранения информации. В наши дни эта степень конденсации сведений в физике уже достигла своего предела.
|
|
|
Возникает вопрос: будет ли развитие науки (хотя бы потенциально) неограниченно долго происходить по типу сдвига, т.е. когда новая дисциплина оказывается глубже старой и включает последнюю в себя, по крайней мере, «виртуально»? Мне кажется, что на этот вопрос следует дать отрицательный ответ, потому что сдвиги, понимаемые в указанном только что смысле, всегда связаны с углублением еще на один слой в «тайны природы» и с еще большим удлинением цепочки понятий, опирающихся на более ранние понятия. Отсюда виден приближенный характер научных понятий. Так, в приведенном выше примере классической механике сначала пришлось уступить место квантовой механике (выяснилось, что классическая механика справедлива в определенном приближении и пригодна лишь для описания макроскопических явлений). Затем стало ясно, что классическая механика неадекватна и в другом отношении, и ее заменили полевыми теориями. Наконец, обнаружилось, что и «заменители» классической механики используют лишь приближенные понятия и пригодны лишь при небольших скоростях. Таким образом, релятивистская квантовая теория расположена по крайней мере в четвертом по глубине слое и оперирует понятиями всех трех предшествующих слоев, известных своей неадекватностью и замененных на четвертой ступени познания более глубокими понятиями. Разумеется, в этом и состоит очарование и прелесть релятивистской квантовой теории и вообще всякого фундаментального исследования по физике, но в этом же проявляется и ограниченность рассматриваемого нами типа развития науки. Признание неадекватности понятий десятого слоя и замена их более тонкими понятиями одиннадцатого слоя будет гораздо менее важным событием, чем открытие теории относительности, но для того, чтобы найти корень зла, нам придется провести более трудоемкие и продолжительные исследования, чем некогда понадобившиеся для оценки тех противоречий с опытом, которые исключала теория относительности. Нетрудно представить себе, что наступит и такое время, когда изучающий физику утратит интерес или будет попросту не в силах пробиваться сквозь уже накопившиеся слои к переднему фронту науки, к самостоятельному исследованию. Тогда число аспирантов-физиков резко упадет и прорыв науки в новые области станет заметнее, чем привычные нам сдвиги: новая дисциплина уже не будет включать в себя физику так, как, например, теория включает классическую физику. Этот тип сдвига я называю сдвигом второго рода.
В нарисованной мной картине предполагается, что для понимания все расширяющегося круга явлений в физику необходимо вводить все более и более глубокие понятия, и этот процесс не завершается открытием окончательных, абсолютных понятий. Я убежден, что такое допущение верно: у нас нет никаких оснований ожидать, что наш интеллект может сформулировать некие абсолютные понятия, пригодные для полного описания неодушевленной природы. Сдвиг второго рода будет происходить в любом случае: наука не жизнеспособна, если на границе неведомого не ведется исследование и интерес к законченному предмету быстро падает. Возможно также, что ни одна из альтернатив не соответствует действительности и что нам никогда не удастся решить, адекватны ли «в принципе» понятия десятого слоя, пригодны ли они для полного описания неодушевленного мира. Отсутствие интереса в сочетании со слабостью человеческого разума может легко привести к тому, что решение вопроса о полной адекватности понятий n-го слоя будет откладываться на неопределенный срок. В этом случае физика окажется за бортом исследования, как уже оказались некоторые явления, связанные со сверхпроводимостью, отчего физики не почувствовали себя особенно несчастными.
Сдвиг второго рода будет означать не только отказ от той или иной области знания. Многие сегодня начинают ощущать, что мы слишком долго пренебрегали биологическими науками и науками о разуме человека и животных. Наша картина мира, несомненно, была бы более полной, если бы мы располагали более подробными сведениями о разуме людей и животных, их нравах и привычках. Однако сдвиг второго рода может означать и признание того факта, что мы неспособны полностью понять даже неодушевленный мир (несколько веков назад человек пришел к аналогичному выводу о своей неспособности с достаточной уверенностью предсказывать то, что произойдет с его душой после смерти его тела). Ныне мы также испытываем некое разочарование, так как не можем предвидеть все перипетии в судьбе нашей души. Хотя об этом не принято говорить вслух, мы все знаем, что с общечеловеческой точки зрения цели нашей науки намного скромнее, чем цели, например, древнегреческой науки, и что наша наука с большим успехом увеличивает нашу мощь, чем наделяет нас знаниями, представляющими чисто человеческий интерес. Тем не менее последующее разочарование отнюдь не уменьшает той энергии, с которой происходит развитие естественных наук. Не менее интенсивной будет и работа в тех областях, в которые нас приведут сдвиги второго рода, хотя нам и приходится отказаться от полного осуществления наших мечтаний, связанных с прежним полем деятельности.
Все же нельзя умолчать и о том, что сдвиг второго рода будет означать некую новую утрату для науки и знаменовать поворотный момент в ее развитии (говоря о науке, мы понимаем ее в смысле данного нами определения). Когда число сдвигов второго рода станет значительным, наука утратит ту привлекательность для молодого ума, которой она обладает сейчас, и станет чем-то иным, менее увлекательным. Тот чудесный восторг, который мы, ученые, испытываем в настоящее время и который проистекает от неувядающего чувства мощи нашего разума, будет несколько приглушен сознанием ограниченности наших возможностей. Нам не остается ничего другого, как молча признать, что наше мышление не позволяет нам прийти к удовлетворительной картине мира, которую тщетно мечтали построить с помощью чистых рассуждений еще древние греки.
|
|
|
Многие из нас склонны считать изложенные выше рассуждения не слишком вескими, надеясь, что наука в силу свойственной ей природной жизнеспособности сумеет преодолеть все преграды, которые, как ныне кажется нашему слабому и жалкому разуму, стоят на ее пути. Такое мнение, несомненно, содержит изрядную долю истины. Оно основано на некоторой гибкой картине развития науки, и мы вскоре займемся ее рассмотрением более подробно. Однако я считаю, что более мрачная картина в принципе верна, и наше инстинктивное нежелание верить в нее связано со способностью человеческого разума не думать о неприятных событиях, которые могут произойти в будущем, если дата их наступления заранее не предсказуема. Все же -значительные и нередко весьма нежелательные перемены происходят, и гибкость природы лишь несколько задерживает их наступление: бизоны как источник пищи вымерли, роль отдельных ЕОИНОВ свелась к нулю, подробное толкование текстов священного писания, некогда считавшееся единственно достойным занятием для людей, перестало быть элементом нашей культуры. Предсказания всех этих событий некогда вызывали негодование у больших групп людей, так же как вызывает у нас негодование и сопротивление брошенное кем-нибудь замечание о неэффективности науки.
Можно ли уже сегодня усмотреть какие-либо признаки кризиса в науке? По-видимому, можно. Во-первых, о кризисе свидетельствует уже упоминавшаяся трудность доступа к переднему краю науки. Эта трудность уже сейчас настолько серьезна для среднего человеческого интеллекта, что лишь незначительная часть наших современников способна полностью ощутить силу аргументов квантовой и релятивистской теорий. Химия разрослась настолько, что лишь очень немногие люди могут получить хотя бы поверхностное представление о всех ее разделах. В названных науках непрестанно происходят сдвиги первого рода, и некоторые из этих сдвигов служат предметом нескончаемых насмешек.
Наиболее отчетливо все возрастающее понимание того, что ограниченная емкость нашего разума устанавливает пределы в сфере науки, проявляется в вопросах, которые нам приходится слышать ежедневно: «Стоит ли проводить то или иное исследование?» Почти во всех таких случаях поставленная задача интересна, предложенный метод ее решения не лишен остроумия, а ответ задачи, каким бы он ни был, стоит того, чтобы его запомнить. Однако тот, кто сомневается в Целесообразности проведения исследования, отлично сознает, как велико число не менее важных задач и как ограничены время и память тех, кому будут интересны результаты, и он беспокоится, не затеряется ли намечаемая им работа в массе других публикаций и найдется ли у кого-нибудь время и энергия для того, чтобы полностью понять и оценить ее, — отсюда и вопрос. Аналогичные сомнения в целесообразности проведения исследований, по-видимому, возникали всегда, однако я не думаю, чтобы они были так глубоки, как в наше время, и относились к столь интересным задачам. Мне кажется, что число подобных вопросов и сомнений даже на протяжении моей собственной короткой научной жизни заметно возросло.
Недавно Фирц в весьма глубокой статье указал на одно обстоятельство, которое со временем вполне может стать причиной сдвига первого рода. Он обратил внимание на то, что и физика и психология претендуют на роль всеохватывающих, универсальных дисциплин: первая — потому, что она стремится описать всю природу, вторая — потому, что рассматривает все явления, связанные с духовной деятельностью, а природу считает существующей для нас лишь постольку, поскольку мы познаем ее. Фирц заметил, что картины мира, проектируемые в нашем сознании физикой и психологией, не обязательно должны быть противоречивыми. Однако чрезвычайно трудно, а может быть, даже и невозможно воспринимать эти две картины как различные аспекты одного и того же предмета. Более того, вряд ли будет преувеличением, если мы скажем, что ни один психолог не понимает философии современной физики. Верно и обратное утверждение: лишь редкий физик понимает язык психолога. Разумеется, философия психологии еще слишком туманна, чтобы мы могли прийти к каким-нибудь определенным выводам, однако вполне возможно, что мы сами или наши студенты станем свидетелями «раздела» науки именно здесь, в области, где физика и психология перекрываются.
Было бы глупо делать далеко идущие выводы из возникновения двух наук, каждая из которых претендует на универсальный охват действительности, тем более что в настоящее время мы не усматриваем ничего общего между используемыми в этих науках понятиями и утверждениями. Не переоценивая способности нашего разума к абстрагированию, мы все же можем объединить физику и психологию в одну более глубокую дисциплину. К тому же существует много благоприятствующих нам стабилизирующих эффектов, позволяющих надолго отложить раздел науки на обособленные области. Некоторые из этих эффектов имеют методологический характер: чем глубже мы понимаем открытия, тем лучше можем объяснить их. Не случайно, что у нас до недавнего времени было много превосходнейших книг по термодинамике и почти ни одной — по квантовой теории. Двадцать пять лет назад теорию относительности (по крайней мере так говорилось) понимали лишь два человека, сегодня ее основам мы обучаем студентов. Другие примеры усовершенствования методики преподавания как за счет небольших упрощений, так и введения наглядных «емких» понятий и обобщений слишком очевидны, чтобы нам стоило их перечислять.
Другой важный стабилизирующий эффект достигается уменьшением объема изучаемой дисциплины за счет исключения отдельных ее частей. Людей моего возраста, по-видимому, поразит пример с теорией эллиптических функций — теорией, столь же наглядной по своим методам и достигшей таких же успехов, как любой раздел современной математики, — ныне она предается забвению. Это сдвиг первого рода, по отношению к которому даже царица наук—математика — не обладает иммунитетом. Как таковой он способствует лучшей «усвояемости» математики.
Наконец, не исключено, что со временем нам удастся воспитать человека, чья память и способность к абстрагированию будут превосходить наши возможности, или, по крайней мере, мы научимся рационально выбирать молодых людей, наиболее пригодных к научной работе. С другой стороны, не следует упускать из виду одно обстоятельство, которое, несомненно, будет оказывать противоположный эффект. Жажда знания, любопытство, потребность испробовать собственные умственные способности и здоровый дух соперничества в наши дни в значительной мере' стимулируют деятельность молодого ученого и послужат побудительными мотивами в будущем. Однако эти мотивы не единственны: жажда облегчить участь человечества, умножить его силы — столь же традиционные черты ученых, но они (если говорить о естественных науках) ослабевают по мере того, как человек все более полно подчиняет себе стихии и сознает, что экономическое благосостояние определяется не столько производством, сколько организацией. Утрата учеными столь привлекательных качеств, несомненно, скажется, и масштаб ее невозможно предвидеть заранее.
|
|
|
Если наука (и по ширине охвата предмета и по глубине) разрастется так сильно, что человеческий разум будет не в силах объять ее и человеческой жизни не хватит для того, чтобы добраться до границы известного, не могли бы несколько людей объединиться в группу и совместными усилиями добиться того, чего нельзя добиться в одиночку? Нельзя ли, вместо того чтобы, следуя Шоу, возвращаться к Мафусаилу, изыскать новый способ увеличения емкости человеческого разума — путем наложения нескольких индивидуальных разумов, а не «растяжения» одного отдельного разума? Эта возможность исследована настолько мало, что любые утверждения относительно нее носят чисто умозрительный характер (насколько я могу судить, более умозрительный, чем остальная часть этой статьи). Вместе с тем возможности совместных исследований следовало бы изучить намного шире, чем это делалось до сих пор, потому что в них мы видим единственную надежду продления жизни науки после того, как объем науки станет слишком большим для отдельного индивидуума.
Большинство из нас, ученых, слишком индивидуалистично для того, чтобы принимать всерьез коллективные исследования. Как заметил однажды основатель теории относительности, он не представляет себе, каким образом теорию относительности можно было бы создать коллективно. Действительно, если мы вспомним о современных исследовательских коллективах, работающих под руководством одного человека, передающего свои распоряжения через начальников отделов, то идея совместных исследований становится до смешного абсурдной. Ясно, что при таком подходе в нашем мышлении не может произойти глубоких перемен, и те исследовательские коллективы, о которых мы упомянули, также неспособны изменить наше мышление.
|
|
|