Kvant. Наука в XX веке - III
Вайскопф В.Ф. Наука в двадцатом веке (часть III) //Квант. — 1998. — № 1. — С. 19-20.
По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"
Часть 3(1970-2000)
Этот период покрывает годы от 1970 до настоящего времени и, может быть, до ближайшего будущего. Фантастическое научное развитие, начавшееся во втором периоде, продолжалось и в третьем, дав немало выдающихся результатов, как например — квантовую хромо- динамику. Суть ее — в новом типе взаимодействия между кварками, которое держит их вместе при помощи глюонов. Были открыты новые частицы, состоящие из пары очарованного кварка и антикварка. Обнаружена кварковая структура нуклонов, объяснившая некоторые детали свойств ядер. Эксперименты со столкновением тяжелых ионов позволили изучить высоко возбужденные состояния ядерной материи. Метод ядерного магнитного резонанса нашел широкие применения в медицине и материаловедении. Стали возможными эксперименты с одиночными атомами. Возникла химия «бакиболов» — молекул, состоящих из многих атомов углерода. Были изучены атомные кластеры — нечто среднее между молекулами и твердым телом. Колоссальный прогресс был достигнут в биологии с изучением свойств гена, появилась возможность генной инженерии.
Однако не все шло гладко по целому ряду причин. Именно о них мне и хочется поговорить.
В американском правительстве да и в самом научном сообществе стали все чаще звучать серьезные вопросы типа: стоит ли вкладывать огромные деньги в неприкладные, фундаментальные отрасли знания? Проблема обострилась еще сильнее в связи с экономическим спадом, начавшимся в США и Западной Европе в семидесятые годы.
Кроме того, в последние десятилетия на первый план вышли проблемы окружающей среды — потепление климата из-за парникового эффекта; утоньшение озонового слоя, защищающего все живое на Земле от опасных космических излучений; наступление пустынь как из-за вырубки лесов, так и из-за их гибели от грязного воздуха; загрязнение рек, морей и океанов; взрывной рост населения в развивающихся странах. Все эти острейшие проблемы требовали тщательного научного исследования. Действительно ли парниковый эффект приводит к повышению температуры и если да, то на сколько? Насколько опасны вредные выбросы промышленности? Как сохранить питьевую воду? Нужно было искать новые пути для производства энергии, новые методы контроля над рождаемостью. Для всего этого комплекса вопросов самое деятельное участие науки было просто необходимо.
Именно поэтому все большую финансовую поддержку от правительства и других фондов стали получать прикладные исследования. Да и молодых энтузиастов стала все более привлекать возможность решать актуальные для человечества задачи. Изменился и сам характер прикладной науки: она меньше стала направлена на совершенствование индустрии и вооружения и больше имела дело с окружающей средой. Естественно, проблемы окружающей среды не могут решаться одними естественными науками — физикой, химией, биологией. Есть масса экономических, политических и психологических аспектов, которые, может быть, даже более важны, поскольку именно их касается реализация проектов. В развитых странах неизбежно должны возникать экономические затруднения. Развивающиеся государства наверняка будут отказываться от решения этих проблем, если они пойдут в ущерб их индустриальному развитию. Начнутся подсчеты и взаимные упреки: кто больше загрязняет.
Все перечисленные обстоятельства требуют тесного сотрудничества естественных и социальных наук. Примеры подобного сотрудничества существуют сегодня в некоторых местах, но хочется надеяться, что число их возрастет в будущем. Все это помогает представителям фундаментальных отраслей вступать в контакт с общественностью не только для новых финансовых запросов, но и для понимания общих проблем.
И все же: где сегодня место неприкладных отраслей? Необходимо четко сформулировать ответ на этот вопрос, чтобы фундаментальная наука не лишилась финансовой и политической поддержки.
Прежде всего, есть культурные и интеллектуальные ценности. Фундаментальная наука несет с собой дух исследования, поисков истины. Она ищет ответы на вопросы «как и почему», пытается решить нерешенные задачи, отыскать новые законы Природы. Просто необходимо поддерживать и культивировать этот дух новаторства, потому что он нужен и для прикладных наук. Вот удачная цитата М.По- ляного из Чикагского университета: «Научные методы (имеются в виду фундаментальные науки) созданы для исследования Природы в гораздо более строгих условиях, чем существуют в действительности. Подобные условия и критерии могут возникнуть лишь в мозгу человека из чисто научного интереса, причем человека воспитанного и образованного в научном плане. Интерес к подобным умозрительным построениям нельзя включить волевым усилием, его можно лишь вырастить».
Прикладные и фундаментальные науки соотносятся друг с другом, как корни и ветви дерева. Корни — это фундаментальное знание, и если их обрезать, то дерево постепенно погибнет. Не менее важную роль играют фундаментальные науки в обучении подрастающего поколения. Они воспитывают такое отношение к изучаемой проблеме, которое очень полезно и продуктивно вне зависимости от того, в какой бы области не пришлось потом трудиться. В каком-то смысле они воспитывают студентов в этическом плане: критический подход к любому полученному результату, готовность признать свои выводы лишь промежуточными, открытыми для дальнейших улучшений (это — черты, присущие любому фундаментальному исследованию). Студенты лучше понимают нашу роль и место в Природе — как на Земле, так и во Вселенной, они учатся работать в большом международном коллективе, забывая о национальных, расовых и государственных границах. Конечная цель любой фундаментальной научной работы — это поиск истины.
К сожалению, в последние годы несколько печальных случаев научного обмана стали достоянием широкой публики. Это привело к сомнениям в высоких этических стандартах науки. На самом же деле фальшивые результаты в науке возникают гораздо реже, чем в любой другой области человеческой деятельности. Любой заслуживающий внимания результат проверяется и перепроверяется другими экспериментальными группами, и публиковать заведомо лживые результаты просто неразумно: тебя наверняка разоблачат, и ты навсегда обретешь репутацию лгуна. Конечно, ошибочные результаты публикуются нередко, но они достаточно быстро выявляются и устраняются.
За последние десятилетия фундаментальные науки потеряли свою былую привлекательность. По сравнению с семидесятыми годами финансовая поддержка фундаментальных исследований резко сократилась. Типичный пример из США: Национальный научный фонд, созданный для поддержки фундаментальных исследований, практически полностью перешел на финансирование прикладной науки. Аналогичный процесс — и в Национальном институте здоровья. Похожие тенденции можно проследить и в Европе.
Такие фундаментальные области, как физика элементарных частиц, ядерная физика, астрономия страдают больше, чем биология, наука о мозге, исследования в области хаоса, поскольку последние все же могут найти прикладные применения. Интересно отметить, что астрономия страдает меньше собратьев по несчастью, вероятно, потому, что предмет ее исследований напоминает широкой общественности нечто религиозное — вопросы творения Вселенной. Теперь физика элементарных частиц пытается присоединиться к исследованиям своей более удачливой коллеги, изучая процессы, которые происходили в первые три минуты после Большого Взрыва.
Можно привести немало убедительных доводов в пользу поддержки фундаментальной науки, но всегда остается вопрос количества. Необходимо ли финансирование на уровне второго периода? Нужно ли нам тратить так много денег за короткое время? Какое же количество денег надо считать достаточным? На подобные вопросы очень сложно ответить. Вполне возможно, что послевоенный уровень финансирования является чрезмерным, но нельзя его снижать настолько, чтобы фундаментальные области потеряли всякую привлекательность для молодежи.
Характерный пример подобного сокращения — современное положение физики элементарных частиц в США из-за закрытия строящегося ускорителя в Техасе. Это был совершенно колоссальный проект стоимостью в двенадцать миллиардов долларов, теперь большое число людей может просто-напросто уйти из области физики элементарных частиц и потери вполне могут стать критическими. К сожалению, немалую роль в этой трагедии сыграли узконациональные интересы: Европа и США параллельно собирались строить аналогичные и сверхдорогие ускорители.
Научное сообщество можно обвинить и в росте узконациональных настроений, потому что все чаще слышится в научных обсуждениях аргумент о том, что «наша страна не должна терять лидерства в той или иной области» — это просто противоречит духу истинной науки. Известный физик И.Раби писал: «Наука нуждается в единстве и интеграции. Ведь сейчас лишь студенты знают «кое-что обо всем». С ростом числа физиков росла и специализация, а она неизбежно уводит от истинно научного духа «натурфилософии», которая в интеллектуальном смысле и является средством и целью науки».
Непозволительно мало усилий прилагали ученые, чтобы объяснить простоту и красоту, глубину и значимость фундаментальной науки, причем не только ее последних достижений, но и великих открытий прошлого. Это совершенно необходимо делать в книгах, журналах, телепередачах и школах. Причем надо сознательно бороться с представлением о том, что наука материалистична и разрушает моральные ценности в противовес религии. Надо подчеркивать этические ценности науки. В конце концов нельзя забывать о достижениях прикладной науки и о вкладе ученых в решение проблем окружающей среды.
Возможно, мы входим в более прагматичные времена, где основной упор будет перенесен на прикладные науки. Может быть, близится конец столетнего торжества фундаментальных исследований — эры, наполненной блестящими открытиями. Но даже и в этом случае фундаментальная наука необходима нам, чтобы лучше и глубже понимать Природу и самих себя.
Все части и области науки взаимосвязаны. Наука не может развиваться без интуиции и любопытства. Она не сможет выжить, если не будет широко и интенсивно применяться в интересах всего человечества. Человеческое существование зависит от сострадания и знания. Знание без сострадания бесчеловечно; сострадание без знания неэффективно.
Этот материал перевел с английского и подготовил к печати А. Семенов
