Перельман М.Е.

ОТ АРИСТОТЕЛЯ ДО НИКОЛЫ ТЕСЛЫ.
Наблюдения и озарения, или КАК ФИЗИКИ ВЫЯВЛЯЮТ ЗАКОНЫ природы № 51 Кн.1. Изд. 3, испр.

Оглавление

Предисловие: как делаются открытия?

Никто, увы, не может объяснить, как делаются открытия или, несколько точнее, как из груды предположений, ясных и совсем неясных или даже ошибочных данных выбираются те, которые помогают выявить (это слово более точно, чем "открыть") закон природы. Наитие, озарение -- это ведь только слова...

Не следует ли обратиться к авторам открытий? Они-то могут или должны что-то и как-то объяснить?

И вот что говорят самые великие, авторы многих, не одного и не двух эпохальных открытий.

Альберт Эйнштейн в автобиографии пишет: "Открытие не является делом логического мышления", а в другом месте замечает, что какой-то процесс, по-видимому, происходит в подсознании, без словесного оформления, и затем как-то выскакивает в сознание.

Великий математик, физик и философ Анри Пуанкаре описывает, как он приходил к своим открытиям: "Случаи внезапного озарения, мгновенного завершения длительной подсознательной работы мозга, конечно, поразительны. Роль этой подсознательной деятельности интеллекта в математическом открытии можно считать, по-видимому, бесспорной". Но затем он продолжает: "Внезапное вдохновение никогда не могло бы прийти без многих дней предшествующих целенаправленных усилий, казавшихся в то время совершенно бесплодными и направленными по неправильному пути".

В обыденном сознании мыслитель часто ассоциируется с одноименной скульптурой Родена. Но говорят, что у глубоко задумавшегося гениального Нильса Бора был в такие моменты вид клинического идиота: полностью расслабленная мускулатура лица, опущенная нижняя челюсть... Так что прототип Родена рассуждает -- возможно, он перебирает варианты ответа, но отнюдь не открывает нечто новое.

Но если нечто истинно новое возникает в виде смутной идеи, некоей картинки в подсознании, то скорее всего оно пробьется в сознание в моменты расслабленности, в полудреме или даже во сне. И действительно, именно об этом говорят многие из тех, кто совершал открытия, изобретал. Значит, логика здесь ни при чем, и машины, построенные на основе логических программ, никогда не смогут соперничать с людьми.

Что же делать, если нельзя научить делать открытия?

Нельзя забывать слова великого Т.А.Эдисона: в любом изобретении 99% тяжкой работы и 1% вдохновения. Так что нужно работать, тогда может прийти, а может и не прийти вдохновение.

Но можно попытаться восстановить условия, в которых совершено открытие, и то, как и почему тот или иной ученый, изобретатель заинтересовался какой-то проблемой и как он подошел к ее решению. Такие примеры могут послужить, отчасти, путеводной звездой в будущем.

Вот такие примеры автор и попытался собрать в этой книге, отмечая при этом и явления, которые до сих пор не объяснены (может, они заинтересуют читателя?).

Книга эта не является ни учебником, ни последовательной историей развития физики. Скорее, это история открытий в физике, но в форме изложения для чтения, для всех тех -- от школьников, студентов и их преподавателей до психологов и просто людей любознательных, -- кто интересуется проблемой открытий. (В этом и отличие ее от многих популярных книг, которые обычно объясняют то, что открыто, не затрагивая психологические проблемы работы исследователей.) Поэтому в книге нет формул, а отдельные очерки по возможности сделаны независимыми -- читать ее можно почти с любого места.

Преподавательский опыт автора показывает, что рассказ о том, как, каким человеком и почему было сделано то или иное открытие, какие трудности пришлось преодолеть, какие проблемы оно разрешило, придает некую эмоциональную окраску уроку или лекции -- экзамены показывают несравнимо лучшее запоминание и понимание именно этого материала. В нашей книге как раз и собраны подобные рассказы.

Кроме того, автор убежден, что рассказ об эмоционально насыщенных эпизодах легче проникает в подсознание человека (нечто вроде резонанса?), а затем схожая идея может всплыть, уже вне воли индивидуума, во время упорядоченного изучения предмета или даже во время собственных исследований. Но ведь для этого в подсознании уже должны находиться некие примеры! Поэтому представляется, что знание некоторых деталей истории открытий не может быть бесполезным, во всяком случае для будущих ученых. А может, такие рассказы и обратят кое-кого из подростков к занятиям наукой?

В последние годы во многих школьных программах понизился  статус естественных наук, в том числе физики, в пользу математики и компьютеров: для чего, мол, запоминать формулировки законов Архимеда или Ома, если их можно в любой момент найти в Интернете. Хотелось бы напомнить организаторам просвещения, что, во-первых, ни одна поисковая система не выдаст вам сведений, если вы сами не знаете, что надо искать, а во-вторых, и это гораздо важнее, суть преподавания, скажем, физики состоит в том, чтобы привить некоторые навыки понимания явлений окружающего мира, показать возможности не формального (как в математике), а реального анализа всего нас окружающего.

Так что еще одна задача книги -- показать, насколько физика интересна и увлекательна. Эта книга в некотором смысле продолжает предшествующую книгу автора: "А почему это так?" (Кн.1: Физика вокруг нас в занимательных беседах, вопросах и ответах. М.: URSS, 2012; Кн.2: Физика в гостях у других наук (в занимательных беседах, вопросах и ответах). М.: URSS, 2012). Если в ней рассматривались повседневные явления и окружающие нас предметы, показывалась роль и возможности поиска внутреннего смысла разнородных, казалось бы, проявлений законов физики, то здесь мы обращаемся к тому. как наблюдения -- возможно разрозненные, а порой и случайные -- вели к открытию самых общих законов природы.

 [*Необходимые пояснения.] 1. Автор писал о тех разделах физики, которые ему в той или иной степени близки и знакомы (поэтому в очень малой степени затронуты физика твердого тела, физика плазмы и т.д.). 2. Опущены вопросы, которые очень сложно изложить без привлечения математики. 3. Список литературы к проводимому изложению мог бы по объёму сравняться с самой книгой, но поскольку наше изложение отнюдь не претендует на строгую научность, приведены лишь минимальные ссылки на литературу. .

 [*Об иллюстрациях.] Великий Рёзерфорд любил повторять: "Все науки являются либо физикой, либо собиранием марок" ("All science is either physics or stamp collecting"). А поскольку имеется множество почтовых марок самых разных стран с портретами ученых и даже деталями аппаратуры и формулами, мы поместили некоторые из них здесь, руководствуясь при выборе лишь критериями правдоподобия и качества изображения. Заметим, что в мире найдется более 100 видов марок, посвященных Эйнштейну, причем некоторые из них напечатаны в странах, где вряд ли найдутся знатоки его творчества.

Об авторе

Доктор физико-математических наук. До 1997 г. -- заведующий отделом теоретической физики и биофизики Института кибернетики Академии наук Грузии, вел курсы физики в вузах. С 1997 г. -- в Иерусалиме, сотрудничал с Институтом физики им.Дж.Рака. Автор около 200 статей по теоретической физике, геофизике, биофизике, оптоэлектронике, а также по психологии, истории и популяризации науки; ему принадлежит ряд изобретений. В Нью--Йорке вышла в свет монография М.Е.Перельмана "Quantum Kinetics" (2010).