Нужно ли учёному знать математику? Знать — это громко сказано. Скорее просто догадываться о существовании математического инструментария. Никогда ведь не знаешь какой из математических инструментов понадобится для той или иной науки. В науке в основном нужен математик-консультант, который поможет оформить результаты и нарисовать красивую картинку. Сами по себе математики наукой не занимаются, им это скучно.
[Дебют] Григорий Кваша
БАНАЛЬНОСТЬ НАУЧНОГО ПОИСКА
Престиж науки ныне упал почти до нуля. Никакого сравнения с 60-ми, когда «Химия и жизнь», «Знание — сила» были лидерами национального сознания. Причин этого страшного падения много, но одно из главных в том, что наука в глазах народа — это безумно сложно, очень долго и очень дорого и идти в науку просто глупо. Посудите сами, всё детство из штанов выпрыгиваешь, доказывая миру, что талантлив и умён, потом поступаешь в университет, сдаешь зачёты и экзамены, разрушая свою нервную систему в труху… И вдруг, получив диплом, обнаруживаешь, что туп как пробка и ничего ни в чём толком не понимаешь. И стало быть, всё снова, с нуля: поиски «правильного» шефа-академика, грантов, дорогущего оборудования, суперкомпьютеров, без которых ничего уже не вычислить… И снова лотерея: повезёт — не повезёт, ведь по плану наука не делается. И наконец, первая публикация… с десятком соавторов. А потом все твои открытия («сложные, долгие и дорогие») уйдут в пыльный институтский архив, дожидаясь лучших времен. Да, на такую картинку мы в науку мало кого заманим.
Меж тем история науки совсем про другое. Настоящие учёные это самые веселые и жизнерадостные люди. Радость и веселье — это в науке главное! Не мучительные поиски грантов или влиятельных шефов. Наука про неукротимую жажду истины. Когда ни есть, ни пить, ни спать невозможно, до такой степени завораживает диалог с мирозданием…
Мы обязаны вернуть науке, потерянный ею ореол веселого и лихого дела. Должны показать, что в науке нет скуки, что наука — дело молодых и задорных людей. Что касается желаемых научных открытий, то они, как вариант, вовсе не в руках могущественного шефа, а находятся где-то рядом, может быть валяются в пыли… А стада псевдо-учёных (со своими шефами-академиками, дорогущей аппаратурой и суперкомпьютерами) галопом мчатся мимо.
Заметить то, что проморгали все остальные, превратить свою жизнь в чудесное интеллектуальное приключение. Заодно помочь человечеству перепрыгнуть очередную пропасть… И пусть лёгкая грусть от потенциального непризнания не затмит величайшего счастья познания истины.
1.
Скромный профессор химии Дмитрий Менделеев, тридцати с небольшим лет (таких теперь тысячи, да и тогда было сотни). Именно он сумел сделать грандиозное физическое открытие, по масштабу мало с чем сравнимое в истории науки. А вещи делал какие-то совсем уж банальные: раскладывал карточки с названиями химических элементов, выписывал удельные веса… Ни тебе дорогих реактивов, ни уникального оборудования, ни шефа-академика…
Правда, ответ общества был странным. Коллеги-химики открыто насмехались над ним. Так президент русского химического общества знаменитый Николай Зинин заявил: «Менделеев делает не то, чем следует заниматься настоящему исследователю». Великий Бунзен, спустя много лет после открытия, потешался во всю мощь своего интеллекта: «Мой друг! Не увлекайтесь подобными вещами. Я вам сколько угодно построю таких «обобщений», пользуясь биржевым листком».
После шести лет гробового молчания коллег-учёных свой голос подал французский химик Лекок де Буабодран, открывший новый элемент (галлий). Случился натуральный скандал, первооткрывателю возразил скромный (никому не известный) профессор химии Менделеев, заявивший, что Лекок ошибочно определил удельный вес вновь открытого элемента и даже указал по какой причине. О, это был грандиозный скандал! Галлий — металл, который плавится на ладони человека, открыл шлюзы «заговора молчания» вокруг величайшего открытия в истории человечества.
2.
Дэвид Вуттон («Изобретение науки»):
«Английские и французские учёные XVIII в. отвергали многочисленные свидетельства о реальности метеоритов, как мы отвергаем истории о похищении людей инопланетянами. 13 сентября 1768 г. большой метеорит весом семь с половиной фунтов упал в местечке Люсе во Франции, в долине Луары. За его падением наблюдало множество людей (все они были крестьянами). Для изучения этого происшествия на место падения метеорита отправились три члена Королевской академии наук (в том числе молодой Лавуазье). Они пришли к выводу, что удар молнии отколол большой кусок песчаника, мысль о камнях, прилетающих из космоса, в ту эпоху представлялась нелепой. 16 июня 1794 г. большой метеорит взорвался над Сиеной. Дождь из камней, обрушившийся на город, видели многие академики, а также английские дворяне. Аббат Амброджо Солдани даже опубликовал иллюстрированный сборник свидетельств очевидцев. Это было первое падение метеорита, признанное (в определенном смысле) настоящим. Причиной стало большое число свидетелей и тот факт, что все они были образованными и состоятельными людьми. Помогла также публикация свидетельств очевидцев. Кроме того, немаловажную роль сыграло то обстоятельство, что явление можно было представить не таким уж странным. За восемнадцать часов до падения метеорита на расстоянии 320 километров от города произошло извержение вулкана Везувия; поэтому можно было представить, что камни выброшены из жерла вулкана, хотя падали они в северной части неба, а не в южной. Эта версия была явно предпочтительнее, чем предположение, что они прилетели из космоса».
Как видим, никаких финансовых или кадровых проблем, никаких дорогостоящих приборов, мощно оснащенных лабораторий. Нужно было всего лишь признать очевидный факт: с неба может что-то упасть… Признай эту банальщину, и ты — великий учёный! Это мог сделать любой бродяга, бомж бесхозный, алкоголик беспробудный… Кто угодно мог бы стать великим первооткрывателем… При условии, что не бросил бы эту тему, не деградировал окончательно, не спился, а продолжал бы упорно бить по тупым головам великомудрых академиков.
Истина всё равно ведь пробьётся, а тем, кто вовремя не распознал её, не помог первооткрывателю словом и делом, тем остаётся сгореть от стыда.
3.
Первооткрывателю научного Клондайка достаётся самый крупный куш… Так было в истории науки, так есть и так будет. Пришедший первым забирает почти всё: гениальную самореализацию, бессильную зависть конкурентов, бесконечную благодарность последователей и славу в веках. Профессиональным последователям достаётся бухгалтерская судьба, выискивание и ловля блох. При куда больших трудозатратах (им ведь надо учиться!), а иногда даже умственном перенапряжении (надо понять чужую для них тему), они всегда удручены. Они ведь тоже могли стать первыми. Но чего-то не хватило! Чего?
Почему одному достаётся суперприз, а остальным только крохи? Кто такой этот удачливый первооткрыватель? Баловень судьбы? Безусловно! Весьма умный и проницательный человек? Наверняка! Изначальный гений? Вряд ли! Гениальность, скорее всего, рождается по мере освоения Клондайка. Главным качеством первооткрывателя является его упорство, его иммунитет против мнения толпы. Никто не верит в метеориты, а он один верит. Никто не видит порядка в мире химических элементов, а он один, безумно рискуя стать отверженным в своей среде, продолжает раскладывать свой дурацкий (как это кажется истинным профессионалам) пасьянс. И наконец, главное: фанатичная, до умопомрачения, вера в существование истины, вера в познаваемость мира.
В 1666 году Ньютон (ему — 23 года) выполнил эксперимент, противоречащий практически всем теориям цвета, существовавшим в это время. Известие об его открытии быстро распространилось, но было встречено очень резкой оппозицией и обвинениями против Ньютона. Опыт, проделанный им, до такой степени банальный, что был под силу любому школьнику. Раздобыл треугольную стеклянную призму… Ничего сложного! Затемнил комнату и сделал очень маленькое отверстие в ставне для солнечного света… Элементарно! Немножко поработал головой. Подумал о радуге, подумал о продолговатости разноцветного пятна… Собрал другой призмой семь цветов в кучу… Тоже, прямо скажем, не перенапрягся умом. Всё так просто, так банально… Ещё немного, и кто-то скажет, что это скучно! Отчего же поднялся такой вой вокруг открытия Ньютона? Почему более ста лет продолжались проклятия и плевки в его сторону? И даже великий Гёте (1749-1832) продолжал проклинать Ньютона. Впрочем, небескорыстно, у него была своя теория света.
Нет, не Ньютона проклинали эти люди, они проклинали науку, которая не боится банальностей (если они ведут к истине) и посрамляет лживые и намеренно перегруженные доктрины…
4.
Нужно ли учёному знать математику? Знать — это громко сказано. Скорее просто догадываться о существовании математического инструментария. Никогда ведь не знаешь какой из математических инструментов понадобится для той или иной науки. В науке в основном нужен математик-консультант, который поможет оформить результаты и нарисовать красивую картинку. Сами по себе математики наукой не занимаются, им это скучно. Они создают мир безупречной логики и бесконечно презирают реальный мир, где всякое открытие — всегда сюрприз и логику приходится подгонять под факты, но не наоборот (как хотелось бы самим математикам).
И всё же периодически так случается, что чистый математик делает науку. Редко, но бывает. Мир смоделированный и мир реальный совпадают. Редко, но так случается.
Артур Мориц Шёнфлис — чистокровный математик, ни в каком смысле не учёный. Евграф Степанович Фёдоров. Несмотря на ярко выраженную склонность к математике (в 15 лет увлёкся теорией многогранников), шел к своему призванию кружным путем. Саперный батальон, Военная медико-хирургическая академия, Технологический институт (курс химии). В результате стал геологом. Но математику никогда не оставлял.
Однако работа, о которой идёт речь (открытие 230 пространственных групп) — это чистая математика без всякой примеси науки. Весьма абстрактная задача по пространственной симметрии, которую двум математикам никто не заказывал. Кстати, подавляющее большинство разделов математики созданы без всякого заказа от науки. Математика всегда работает с опережением, и в ней до сих пор куча разделов, которые так никому никогда и не понадобились.
Итак, работа была завершена двумя одногодками в районе 1890 года (на самом деле Фёдоров всё сделал раньше), когда им исполнилось по 37 лет. Через четыре года ту же работу проделал ещё Уильям Барлоу (1845-1934).
Чистая, стопроцентная математика: геометрия, теория групп, топология и всё такое. Никаких научных лабораторий, никакой аппаратуры, бумага и карандаш. При желании можно было и в уме всю работу сделать. Ничего такого необычного, для математиков, наверное, даже банально.
А вот в науке это могло бы стать грандиозным открытием (и в конечном счёте стало). Однако идеи Федорова остались непонятыми кристаллографами того времени, его не оставили при Горном институте. Он оказался в стесненном положении и в течение 10 лет занимал скромную должность делопроизводителя Геологического комитета, а летние месяцы проводил в экспедициях на Северном Урале. Сам Федоров не был в обиде и считал, что применение открытых им пространственных групп начнется не ранее, чем через 100 лет после их открытия. Но случилось чудо, уже через два десятилетия был открыт рентгеноструктурный анализ. Триумф Фёдорова-Шенфлиса был грандиозным и Нобелевский комитет тут же, ни медля ни дня, ни часа вручил Нобелевскую премию… отцу и сыну Брэггам. (1915). Теоретиков у нас (на Земле) традиционно не любят и не ценят. Хотя, прямо скажем, Фёдоров не был только теоретиком и внёс грандиозный вклад в минералогию и геологию.
В одном из своих выступлений Федоров говорил:
«Уверен, что в ваших глазах представляется весьма странным, почти несообразным, как это гармония математических соотношений могла привести к самым центрам естествознания — минералогии в широком смысле, наконец, геологии в ещё более широком. …То, что кроется в глубоких тайниках человеческого ума, разработка чего ведется как бы независимо от всякого опыта, иногда даже наперекор опыту, часто оказывается более чистой и непогрешимою истиною, чем то, что иногда с громадными усилиями и затратою значительных средств достигается ощупью, как бы без содействия богатых ресурсов человеческого ума».
5.
Возможно, именно это научное открытие стало самым грандиозным по своим технологическим последствиям. Представить современный мир без энергетических, медицинских и даже бытовых технологий, основанных на этом открытии, невозможно. И это только первая производная. А ведь есть ещё и значение открытия, встроенное в общий ход развития науки. Как можно представить изучение вещества, без знания о радиоактивности, без методов, основанных на явлении радиоактивности. Без рентгеноструктурного анализа, например, не было бы никакой кристаллографии.
И как же было сделано это великое открытие? Какие титанические интеллектуальные усилия приложило человечество? Какие сказочные ресурсы задействовало для этого открытия? Создание каких великих научных школ позволило подступиться к этому открытию? Какая академия или хотя бы институт или лаборатория создали условия для него? Миллиарды и триллионы прибыли принесло человечеству это открытие! А сколько мы вложили денег в него? Как помогли материально тем, кто вытащил этот хабар из Зоны мироздания и бросил к ногам человечества?
В защиту «ленивого и нелюбопытного» человечества можно возразить, что очень уж это дело было невообразимым. Как открыть то, у чего нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, ни звука… Никаким воображением не вообразишь, никаким умом не вычислишь! Не помогают ученому ни ум, ни сообразительность. Везение, внимательность и вера в чудеса… Как знать, сколько столь же великих открытий мы попросту не замечаем и проходим мимо с умным видом…
1896 год, 26 февраля. Антуан Беккерель исследует флуоресценцию… Есть план, есть логика, есть нужные материалы, есть соль урана и фотопластинка. Но нет солнечного света, приходится исследования отложить. Спрятать в тёмное место минерал, фотопластинку и… мальтийский крест. А дальше последовала элементарная ошибка. Идиотская или не очень, уже не важно — Беккерель зачем-то проявляет пластинку, на которой ничего не должно было быть. А оказалось, что-то есть…
И вот вам величайшее открытие в истории человечества! Его формула: невезение + ошибка… Плюс конечно открытость учёного для неожиданностей и… аккуратность. В общем-то случайность или банальщина — называйте, как хотите. Впрочем, Нобелевскому комитету (1903) понравилось…
Правда, пишут, что ещё раньше (1857) открытие радиоактивности сделал брат Нисифора Ньепса Абель Ньепс. Однако его открытие никого не заинтересовало и известности в научных кругах не получило. 40 лет пролежало открытие без всякой надобности! Уму непостижимо! Вот так! Открытие Беккереля подхватили буквально все, оно пришлось ко времени. Открытие Ньепса никому не понадобилось. Излучают чего-то там соли урана, да и бог с ними.
6.
Казалось бы, чего тут открывать: молнии чертили по небу и шарашили по земле спокон веку. Однако не было у человечества никакого представления об электричестве, не только теории электричества, но и хотя бы каких-то изначальных предположений. А были беспомощные и наивные сказки про гнев богов и всё такое… А ещё человечество очень хорошо знало о существовании электрических рыб. В отличие от небесных разрядов, очевидно смертоносных в своём прямом контакте, рыбье электричество даже рекомендовалось для лечения от подагры. Ситуация банальнее некуда: вот оно электричество, бери и действуй. Увы, увы, близок локоток, да не укусишь. Более того, откроется электричество совсем в другом месте.
Итак, конец XVI века, науки ещё нет, она просто не родилась (согласно Д.Вуттону). Зато есть давно известный «эффект янтаря»… «Отец электричества» Уильям Гильберт сделал гигантский шаг вперед. Он был великим экспериментатором и много сделал в познании статического электричества. Но вряд ли он был учёным в истинном понимании слова, он всего лишь расширил знания, полученные ещё Фалесом Милетским (VI век до н.э.) и закрыл разрыв в знаниях между античностью и современностью. Наука начинается много позже. Отто фон Герике в 1663 году создает генератор статического электричества. А в 1729 году Стивен Грей впервые в истории человечества передаёт электричество на расстоянии. Почему-то именно этот момент хочется считать самым грандиозным прорывом.
Грей был очень наблюдательным и очень аккуратным человеком. Ничего в его опытах сложного не было. Стекло, щепки, пробка, пеньковая веревка, шелковая нить… Ничего такого, чего надо было бы ждать 2300 лет со времен Фалеса Милетского или 130 лет от Уильяма Гильберта. Но он добился невероятного: открыл движущееся электричество, сдвинул его на 200 метров.
Объяснение этому конфузу только одно: и Фалес, и Гильберт жили до изобретения науки, а скромный сын торговца красками Стивен Грей уже жил в мире науки. Его мышление было принципиально новым. Стивен Грей обнаружил, что электричество можно передавать по проводам. Но в отсутствие подходящего металла он использовал пеньку. Хотя пенька не является хорошим проводником, Грей сумел передать по ней электрический заряд на расстояние 240 метров. А дальше Шарль Дюфе, открывший два типа электричества (стеклянное и янтарное), Питер ван Мушенбрук, создавший первый конденсатор, наши Георг Рихман и Михайло Ломоносов и, конечно же, Бенджамин Франклин и Шарль Кулон, сделавшие электричество территорией точной науки (1785).
7.
Слова об открытии генетики звучат как музыка: дискретность, ген… Увы, с признанием от человечества опять какая-то ерунда. Неслышимый миру крик… 35 лет открытие просидело в темнице забвения…
Начиная с 1856 года Грегор Мендель проводил опыты с горохом в монастырском саду. В своих опытах по скрещиванию гороха он показал, что наследственные признаки передаются дискретными частицами (которые сегодня называются генами). Чтобы оценить этот вывод, нужно учесть, что в духе того времени наследственность считалось непрерывной, а не дискретной, в результате чего, как полагали, у потомков признаки предков «усредняются». В 1865 году он сделал доклад о своих экспериментах в Брюннском (ныне это город Брно в Чехии) обществе естествоиспытателей. На заседании ему не было задано ни одного вопроса. Через год статья Менделя «Опыты над растительными гибридами» была опубликована в трудах этого общества. Том был разослан в 120 университетских библиотек. Кроме этого, автор статьи заказал дополнительно 40 отдельных оттисков своей работы, почти все из которых разослал известным ему ученым-ботаникам, которых считал авторитетами в науке. Откликов также не последовало… Выдающиеся ботаники то ли вообще не стали читать статью монаха из Моравии, то ли ее не поняли. Единственный профессор из Мюнхена, который ему ответил, судя по ответу, явно не дочитал статью до конца.
А в 1868 году Грегор Мендель был избран настоятелем монастыря и более к биологическим исследованиями не возвращался. Жить 46-летнему родоначальнику великой науки оставалось 16 лет. Сейчас законы Менделя — фундамент генетики. Их три: закон единообразия гибридов первого поколения (все потомки первого поколения при скрещивании генетически чистых линий — точные копии только одного из родителей); закон расщепления (во втором поколении, уже у детей гибридов, исходные признаки проявляются в отношении 3:1, то есть у 75% признак одного родителя, у 25% — второго) и третье: закон независимого наследования признаков (образно говоря, не обязательно нос у ребенка будет большой, если глаза голубые, размер носа и цвет глаз наследуются независимо друг от друга).
В 1900 году сразу трое ученых «переоткрыли» законы Менделя: голландец Гуго де Фриз, немец Карл Корренс и австриец (чех по происхождению) Эрих Чермак. Все они отправили рукописи своих работ в один журнал — «Известия Германского ботанического общества», и все цитировали статью Менделя в номере брюннских «Трудов…» за 1866 год. Грегор Мендель посмертно стал классиком науки. Так появилась наука генетика, одна из главных наук нашего времени. А нам остаётся заметить в очередной раз, что величайшее открытие в истории человечества сделал достаточно случайный человек, у которого не было ни лаборатории, ни лаборантов, ни какого-то особого оборудования, требовавшего серьёзного финансирования… И как же ответили на великое открытие те, кто был тогда обласкан почестями, награжден званиями, те, кто по праву считался светлейшими умами современности? Ответили обыкновенно: присудили великому открытию 35 лет забвения.
8.
«Когда великие предшественники Ньютона, в частности Галилей, изучали равноускоренное движение тел, падающих на поверхность Земли, они были уверены, что наблюдают явление чисто земной природы — существующее только недалеко от поверхности нашей планеты. Когда другие ученые, например, Иоганн Кеплер, изучали движение небесных тел, они полагали что в небесных сферах действуют совсем иные законы движения, нежели законы, управляющие движением здесь, на Земле. История науки свидетельствует, что практически все аргументы, касающиеся движения небесных тел, до Ньютона сводились в основном к тому, что небесные тела, будучи совершенными, движутся по круговым орбитам в силу своего совершенства, поскольку окружность — суть идеальная геометрическая фигура. Таким образом, выражаясь современным языком, считалось, что имеются два типа гравитации, и это представление устойчиво закрепилось в сознании людей того времени. Все считали, что есть земная гравитация, действующая на несовершенной Земле, и есть гравитация небесная, действующая на совершенных небесах. Прозрение же Ньютона как раз и заключалось в том, что он объединил эти два типа гравитации в своем сознании. С этого исторического момента искусственное и ложное разделение Земли и остальной Вселенной прекратило свое существование».
По этому поводу сам Ньютон придумал легенду. Но не про яблоко, как многие ошибочно полагают, а про яблоко и Луну. Мол, гулял он по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел луну в дневном небе. И тут же на его глазах с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Тут, якобы, ему и пришло в голову, что, возможно, это одна и та же сила заставляет и яблоко падать на землю, и Луну оставаться на околоземной орбите. Так это было или нет, но эта красочная картина научного прорыва, идеально иллюстрирует банальность научного поиска. У всех людей есть Луна, все, так или иначе, наблюдали падающие яблоки… Но всем на это было начхать… Каждый был занят своими личными ничтожными проблемками. И только Ньютону было дело до всего человечества. Ибо, что такое человечество без Закона всемирного тяготения.
9.
В сентябре 1945 года накануне приезда во французскую столицу Александра Флеминга парижские газеты писали: «Для разгрома фашизма и освобождения Франции он сделал больше целых дивизий». Таким образом, речь идёт не только о гигантской прибыли, порождаемой научными прозрениями, но и великом гуманизме науки. Нобелевская премия (1945), слава и почёт — всё это прекрасно! Но, как и из какого навоза было это открытие извлечено?
Многие, чтобы подчеркнуть парадоксальность открытия учёного, называют его «неряхой». Мол, был бы поаккуратнее, закрывал бы вовремя форточки и не подсеялась бы плесень в чашки Петри со стафилококком. Думается, всё с точностью до наоборот, именно аккуратное обращение с любыми результатами опытов, сделало Флеминга великим учёным. Испорченные вещи любой из нас обычно выбрасывает. Испорченные опыты иногда приводят к научной революции. Главное, обратить на аномалию внимание, задуматься и очень аккуратно исследовать причины странного события.
А ведь обратить внимание на целебные свойства плесени люди могли давным-давно. Еще древние египтяне прикладывали к ранам заплесневевший хлеб, размоченный в воде. А почти за четыре года до счастливого случая в лаборатории Флеминга противобактериальные свойства плесени описал его приятель Андре Грация, только он думал, что плесень не убивает микробы напрямую, а лишь стимулирует иммунитет организма, и вводил их вместе с мертвыми бактериями.
10.
Нет ничего прекраснее химических формул: NaCl, Н2O… В них соль нашей жизни и живительная влага нашего мышления… Как жить без формул? Абсолютно не понятно. Не только гигантская по значимости химическая промышленность, но и весь строй нашей мысли был бы совсем другим, если бы не было этих чеканных химических формул. Каша, хаос, разгул вседозволенности… И вдруг такая красотища: на один натрий — один хлор. Не полтора и не три четверти, а ровно 1:1. Это просто чудо! Обыкновенное научное чудо! Банальное до невозможности. Меж тем, открытое очень и очень не сразу. И даже будучи открытым, далеко не сразу признанное человечеством. Которому, как всегда, нет до науки никакого дела. Итак, величайшее открытие стехиометрии…
Жил-был на свете немецкий инженер-строитель Иеремия Вениамин Рихтер. В 25 лет (уже не мальчик) прослушал курс математики в Кёнигсбергском университете… Впрочем, химию он изучил самостоятельно, по химическому словарю. И вот надумал он отыскать математические зависимости в химических реакциях (Вот с чего бы вдруг? Где химия, а где математика…). Анализировал соли (банальнее-то некуда!) с целью установления в них численных соотношений между содержанием кислот и оснований. И вот результат: в 1792 году (ему всего-то 30 лет) он начинает писать великую книгу: «Начала стехиометрии». В ней он показал, что элементы, при образовании соединений, вступают в реакции в строго определенной пропорции, позже названной эквивалентом. Рихтера восхищала роль математики в химии. Он открыл величайший в своей простоте закон. Увы, его работы почему-то приписывались то Карлу Венцелю, то Йёнсу Берцелиусу. Стиль письма его был описан как неясный и неуклюжий. Поэтому его работа не имела большого влияния вплоть до 1802 года, пока Эрнст Готфрид Фишер не суммировал ее в виде таблиц.
Конечно, поживи великий учёный чуть подольше, заслуженная слава настигла бы его. Но он умер в 45 лет (1807 год).
11.
…ещё недавно не было никакой ядерной физики. Ибо не было никакого ядра. До такой степени не было, что даже и помыслить об этом самом ядре было абсолютно невозможно. Представить себе, что огромное количество положительных зарядов тесно прижимаются друг к другу… С чего вдруг? Это же бред! Бред сумасшедшего идиота! Впрочем, в тылу у т.н. учёных было уже два с половиной века научного мышления. И эти века не прошли для учёных даром: не верь здравому смыслу, не верь логике, не верь никаким авторитетам, в особенности же научным, не верь даже собственному дорогому и обожаемому учителю! А верь только проведенному эксперименту! Впрочем, и эксперименту не верь (с первого раза), повторяй его, модифицируй, и снова повторяй. И тогда… может быть… нет, наверняка!.. ты поймешь, как устроен этот мир!
У Эрнста Резерфорда учителем (наверное, любимым) был Джозеф Джон Томпсон. Прославлен учитель был тем, что открыл электрон — очень маленькую частицу, несущую вполне существенный отрицательный заряд. Тот же Томпсон в статье 1904 года предложил (с широкого плеча) несколько моделей строения атома. Например, «туманный атом» или «вихревой атом». Впрочем, предпочтительнее всего ему показалась «пудинговая модель» (Англия всё же). Теория Томпсона, конечно же, не была никакой теорией. Это была гипотеза, выстроенная в личном персональном мозгу Томпсона. Настоящая теория родилась в 1911 году у Резерфорда после обобщения им экспериментов Ханса Гейгера и Эрнста Марсдена 1909 года по рассеянию альфа-частиц на золотой фольге. Резерфорд уверенно доказал, что в атоме есть очень малое ядро, содержащее очень большой положительный заряд. Эта модель получила название «планетарной».
Эта была очень большая наука! Именно так и складывается в нашем представлении картина настоящей науки: гениальный педагог и учитель — Томпсон, собравший под своим крылом в Кембридже самых талантливых и дерзких, среди которых истинный гений — Эрнст Резерфорд, уникальный, по своей тонкости и изяществу эксперимент Гейгера и Марсдена. Чувствительность и отзывчивость социума: Томпсон награжден Нобелевской премией в 1906-ом году, Резерфорд в 1908-ом. Впрочем, на Резерфорда награды сыпались, как из рога изобилия, всю жизнь.
А вот скромный гений нидерландского юриста и физика-любителя Антониуса Йоханнеса ван ден Брука так и остался неоцененным в полной мере. У него не было богатой лаборатории, могучего шефа, благожелательных спонсоров, внимания прессы и всякого такого. Ему не вручали пафосных премий. Ему не вручали никаких премий. У него до такой степени ничего не было, что формально он даже не был физиком. А был наш Антониус банальным нотариусом. Вот уж воистину, банальнее некуда. Но след его в науке неизгладим. Ему принадлежит первая формулировка положения о равенстве порядкового номера элемента в Периодической системе заряду ядра.
В своих работах он неоднократно пытался найти верный принцип расположения элементов в периодической системе и разработать метод вычисления всех возможных в природе изотопов. До 35 лет никакой физики… Кроме профессиональной юридической деятельности некоторый интерес к строительству, архитектуре, экономике… Кратковременное увлечение толстовством… И вдруг… радиоактивность, строение атома, рентгеновские лучи… Впрочем, ни друзья, ни родственники ничего не знали. Его дочь вспоминала: «он никогда не сообщал о своих занятиях и публикациях… Что он делал в течение многих часов, неподвижно уставившись в одну точку? Он работал — без стола, без бумаг, без карандаша»…
Всего ван ден Брук опубликовал 23 статьи, посвящённые периодической системе элементов, строению атома и явлению изотопии. В них в полной мере проявилось особое умение автора находить количественные соотношения в больших массивах внешне несвязанных данных. По словам известного физика Хендрика Крамерса, «мистерия чисел… была для его одарённой натуры особенно привлекательной». Работы ван ден Брука отличались смелостью идей и гипотез… При этом он всегда пытался дать высказываемым положениям физическое обоснование, связать их с самыми последними экспериментальными данными. Вместе с тем отсутствие профессиональной подготовки сказывалось на стиле его работ: нарушения логики изложения материала, неудачная структура статей, нечёткость и неоднозначность формулировок затрудняли понимание мысли автора.
До 1923 года никаких контактов с т.н. профессиональными учёными. Увы, в 1924 году он тяжело заболел, а в 1926 году умер. Три года великий учёный побыл в официальном статусе. Состоял в переписке со знаменитым Хендриком Лоренцом…
P.S. Открытие атомного номера часто приписывается Бору или Мозли, хотя они никогда не претендовали на приоритет и в своих работах того времени всегда ссылались на ван ден Брука. Недооценка вклада голландского физика-любителя, вероятно, проистекает из недостатка сведений о его жизни и творчестве, большой «плотности» событий в науке в районе 1913 года, что зачастую затрудняло разделение результатов разных учёных. Эрик Серри:
«Открытие атомного номера даёт повод для небольшого отступления о том, как история науки зачастую переписывается и вычищается последующими комментаторами. Настоящим первооткрывателем был учёный-любитель Антон ван ден Брук, чьим вкладом обычно пренебрегают. Часто думают, что ван ден Брук лишь подвёл итог работы физиков Резерфорда и Баркла, но подлинная история совершенно иная»…
Вот так!
Большое спасибо Бормашенко за информацию об Абраме Ильиче Фете. На мой взгляд, наука даже не ставит перед собой задачу ответить на вопрос «почему?» — она лишь описывает те или иные явления, используя для этого математику, как язык. Религия же старается найти ответ на вопрос «почему». Думаю, что для поиска подобных ответов нужен иной язык. В начале 60х, мы спорили о том, может ли машина мыслить (как человек). Сейчас же, мне кажется, уместен вопрос: А не превращается ли учёный в машину, точнее, не начинает ли учёный мыслить, как машина?
Мне кажется А.И. Фет предрекал именно это.
Забавная все-таки штука — история науки с ее вполне федальной иерархией и великими открытями одиночек. Спасибо автору!
Bormashenko-ValdimirU
О работах Бравэ Федоров знал. Он на них многократно ссылался в своих трудах. Труды Федорова были опубликованы в великолепной серии «Классики Науки», их легко бксплатн скачать в сети. Работы Федорова производят огромное впечатление. Очень рекомендую издание 1949 года. Но вот что особенно поразительно: как кажется, Федоров не знал теории групп; вообще не знал о ее существовании. Он нигде не применяет аппарат теории групп для анализа симметрии. Федоров выводит свои замечательные теоремы из чистой кинематики, иначе говоря, рассматривает вопрос о совмещении двух симметричных фигур, путем определенного кинематического перемещения. Именно так он доказывает все свои теоремы. То есть, без теории групп можно и обойтись (посмотрите, его кинематические доказательства производят сильнейшее впечатление). Любопытно: кто сообразил, что математической рамкой, обрамляющей теорию симметрии является именно теория групп? Этого я не знаю.
Замечательная статья. Статья не столько о науке или истории науки, а о том, какими качествами должен обладать ученый и как, порой, делаются важные научные открытия. И масса любопытной информации. Я, например, 45 лет занимался рентгеноструктурным анализом (точнее, рентгеновской дифрактометрией), неоднократно рассказывал студентам о федоровских группах и при этом не имел ни малейшего понятия о том, как они были открыты. Вот интересно, знали ли о «решетках Браве» Е.Федоров и А. Шёнфлис когда они задумались о пространственных группах симметрии? Ведь они все жили в разных странах и никакого интернета не было…
Статья прочитывается с удовольствием. Конечно, охватить многие науки, как это удалось автору, надо не каждому. Мне вот приходится доверять его изложению и оценкам. Одна из частей неожиданно оказалась мне хорошо знакомой. Речь идет о Евграфе Степановиче Федорове и его знаменитых федоровских группах. Выходец из яицких казаков, он, видимо, самая известная в мире личность из родившихся в Оренбурге. Его удивительная судьба и незаурядность стоит отдельного очерка, а то и книги. Уж в России-то позорно забывать таких соотечественников.
Однако речь не об этом. Григорий Кваша фразой «периодически так случается, что чистый математик делает науку» исключает математику из наук, и одновременно восхищается, и справедливо, группами замощений, открытыми Федоровым для целей кристаллографии. Слово группа при этом произносится походя, словно всем понятное. Не знаю, хватит ли ленинградского транспортного института и висконсинской винодельни, но матфака любого пединститута достаточно, чтобы вспомнить, что речь не «группе товарищей», а о вариации алгебраической полной линейной группы.
Любопытные легко обнаружат, что коммутативные группы называются также абелевыми. Так на фоне научного достижения в виде федоровских групп возникает фигура очень рано умершего от туберкулёза не ученого, а математика Нильса Хенрика Абеля (1802–1829), а также его современника, погибшего на дуэли юного Эвариста Галуа (1811-1832). Конечно, работы этих двух редукционистов сегодня признаны, а их имена канонизированы. Остается догадываться, пользовались ли они big data и ее искусственным интеллектом или обходились своим. Однако, достижения их далеко не сводятся к фантастически красивым и простым группам Фёдорова.
Достаточно сказать, что теория автоматов, основа современного компьютера, это калька теории полугрупп. Или, что группы Ли, например, используются в теоретической физике.
А так да, математика не наука, но «годная вещь» для науки. Даже при том, что знать ее не нужно, вот ее плохо и знают. А пользуются, по мере осведомленности. Фёдоров знал. В механике знают. Келдыш снял проблему автоколебаний (проблема флаттера и эффект шимми). Да и тут некто, закончив наконец к сороковнику политехникум в США, сообщал, что многомерную топологию он вставил в шероховатость. Или наоборот? :). Да ладно, такие же это и читают. Ну, не может же быть, чтобы он просто «накрутил схоластику», как говорил один мой знакомый металлофизик из академии. А, кстати, шероховатость — это механика или химия? Или по доктору Хаусу: к какому специалисту обратишься такой диагноз и получишь.
Вернемся, однако, к статье. За длинные отступления прошу прощения у замечательного Григория Кваши. Такое вот навеяла его статья. И все-таки как-то не согласуются в моей внутренней корпоративной логике два тезиса:
«Первооткрывателю научного Клондайка достаётся самый крупный куш… Так было в истории науки, так есть и так будет. Пришедший первым забирает почти всё: гениальную самореализацию, бессильную зависть конкурентов, бесконечную благодарность последователей и славу в веках.»
«Триумф Фёдорова-Шенфлиса был грандиозным и Нобелевский комитет тут же, ни медля ни дня, ни часа вручил Нобелевскую премию… отцу и сыну Брэггам, (1915). Теоретиков у нас (на Земле) традиционно не любят и не ценят.»
Еще раз спасибо Григорию Кваше за доставленное удовольствие.
Вы не смогли удержаться и таки лягнули г-на «Ноздрёва» в комменте. 🙂
Не подумайте, что мне его жалко, но зачем?
Ярко и темпераментно о самом важном и интересном… Сам я, наконец, дождался серьёзных сомнений в происхождении Вселенной от БВ — о бывшем некогда самом этом Взрыве — ничто не возникает из ничего, и у любого следствия есть причина. У всех «на глазах» вещество превращается в энергию, в уникальных — пока — экспериментах при концентрации энергии возникают вещественные частицы… Наука уже в одном шаге от того, чтобы связать эти процессы в бесконечную цепь причин и следствий — в преобразования, в последовательные возникновения одна за другой Вселенных — в циклы Мироздания.
«И снова здравствуйте» 🙂
На темы, поднятые автором очень глубоко и проницательно думал один из самых удивительных людей прошлого века, ученый громадного масштаба, Абрам Ильич Фет. Много лет назад он написал сегодня уже прочно забытую, но пророческую книгу «Пифагор о Обезьяна» (ее легко найти в сети). Среди прочего, Абрам Ильич написал в ней следующее: “Борьба религии с наукой” завершилась победой науки. Эта победа не сопровождалась, однако, созданием новых духовных ценностей, необходимых для интеграции человеческой личности. Она убила в человеке способность к глубоким психическим переживаниям, охватывающим всю его личность, и привела, тем самым, к снижению типа человека. Возникает новый тип человека: рассудочный исполнитель, ориентированный лишь на факты внешнего мира. Такой человек не способен ни к какому творчеству: также и в области науки. Он будет паразитировать на достижениях своих предков, как правило, даже не понимая их движущие идеи. Это приведёт к угасанию культуры и образованию застойного общества без целей. В таком обществе, несовместимом с природой человека, неизбежно разовьются патологические явления, что может завершиться гибелью человеческого рода. Это главная проблема современного человечества: ей подчинены все другие, и если мы не найдём её решения, то всё наше искусство в решении подчинённых проблем может лишь ускорить нашу гибель».
Большое спасибо автору за дух, порыв, призыв этой статьи. Очень мало понял в сути текста (я гуманитарий), но впечатлился одой любознательности и неуспокоенности человека.
Похоже, что о том же императив поэта:
Не позволяй душе лениться!
Чтоб воду в ступе не толочь,
Душа обязана трудиться
И день, и ночь и день, и ночь.
Спасибо публикатору.
Низкий поклон автору-«дебютанту» и Евгению Берковичу за этот ШЕДЕВР, особенно ударило кувалдой по мозгам история открытия принципа периодической системы ван дер Бруком…
Бывает, что над текстом о теории юмора засыпаешь от скуки, статья о науке не выдерживает проверки даже Википедией, а филиппика граммар-наци увязает в тине пунктуации … Эта статья о серьёзных вещах легка, но не легковесна, приглашает к размышлению, а не к рассудочной руминации, обсуждает, а не осуждает … Спасибо Автору.
Прекрасная статья. Спасибо!
Большое спасибо за Вашу статью!
В науке, действительно, нет скуки!
Это очень увлекательное дело!