Графики эти ясно показывают наличие пиков-максимумов (много людей становятся физиками) и провалов-минимумов в какие-то годы. Если бы такие распределения были случайными, то два графика должны были получиться различными — с разным расположением пиков и провалов, а они точно соответствовали друг другу (первые российские пики отставали от общемировых на год-два, но это потом удалось объяснить). Значит, эти максимумы и минимумы чем-то обусловлены и должны иметь какое-то объяснение.
С чем же могут быть связаны эти максимумы? Эйнштейну случайно попала книжка по геометрии, Л. де Бройль видел лабораторию брата, но большинство будущих ученых могли прочесть в газетах и журналах (позднее услышать по радио, увидеть по телевидению) сенсационные известия о каких-то эпохальных открытиях и именно это яркое впечатление могло привлечь их к физике, а не к другой науке или иному виду деятельности. В каком же возрасте такое впечатление оказывается наиболее действенным?
И еще: куда же пойдут потенциальные физики, если в этом возрасте таких впечатлений они не получат? Пришлось составить такие же графики «рождений» для химиков, биологов и математиков: у них тоже есть пики и провалы — но, и это показательно, если рождалось много будущих физиков, то на других графиках в том году — провалы, молодые талантливые люди могли пойти в эти науки, но предпочли физику.
Я сравнил по годам пики рождений физиков с наиболее сенсационными, отраженными в СМИ открытиями. И оказалось, что все пики на графиках рождений физиков как раз соответствуют, с отставанием именно на 11–13 лет, наиболее нашумевшим, а следовательно, и наиболее сильно действующим на воображение открытиям.
Так, в 1895–1896 гг. открыты рентгеновские лучи, электрон, осуществлена беспроволочная телеграфия — им соответствует пик рождения физиков 1881–1882 гг. Этому пику можно присвоить имя Рентгена и Дж. Дж. Томсона или же Попова и Маркони. В Россию тогда известия о новых открытиях поступали с запозданием, и этот пик «рождаемости» приходится на 1883 г.
Следующий пик, 1887–1889 гг., — это пик исследования радиоактивности и Всемирной выставки 1900 г. в Париже с показом достижений века электричества. (Ему, кстати, соответствуют глубокие провалы в распределениях математиков и химиков! В России достижения электротехники не очень видны.)
Пик 1900–1902 гг. — пик имени Резерфорда — Бора, 1911–1913 гг. — планетарной модели атома (опять отставание на два года в России). А пики 1904–1907 гг. соответствуют блистательному подтверждению общей теории относительности экспедицией Эддингтона во время солнечного затмения 1919 г. Возможно, конечно, что с Эйнштейном связан лишь второй пик — 1907 г., а первый обусловлен усталостью от переживаний бессмысленной Мировой войны. В России пик Эйнштейна, самый высокий, проявляется годом позже, он мог быть усилен окончанием гражданской войны к 1921 г.
Весьма характерен провал в аналогичном распределении химиков, родившихся в 1907–1908 гг.: он мог быть вызван как уходом талантов в физику, так и отрицательной реакцией общества на применение отравляющих газов в войне. Очень показательны узкий провал 1910 г. у физиков и строго соответствующий ему пик у химиков: Бор объяснил в 1922–1923 гг. структуру Периодической системы элементов — в физике, кажется, уже все ясно, на передний край выдвигается химия!
(Узость провала и пика подтверждают предположение о малой длительности периода такого воздействия.)
Но уже через год кристаллизуются идеи волновой структуры материи де Бройля-Эйнштейна-Бора и налицо самый резкий пик физиков, родившихся в 1911 г. Пик 1915 г. — отзвук публикаций и дискуссий по принципу неопределенностей Гейзенберга (с 1927 г.). Пик 1920 г. и у физиков, и у химиков — это открытие в 1932–1933 гг. нейтрона, позитрона, дейтерия, построение модели атомного ядра и т. д. Пик 1924–1926 гг. у физиков и провал у химиков могут иметь иную природу: массовое вовлечение ученых в атомные и другие проекты.
Но неужели только будущие физики или, говоря в общем, ученые, изобретатели обладают такой особенностью интеллекта — выбором основных интересов в возрасте около 13 лет?
Нет, конечно, это общее явление, общее свойство нашего сознания или подсознания. Я собрал множество свидетельств (по автобиографиям!) художников, музыкантов, актеров, писателей, политиков (консерваторов и революционеров) — людей самых различных склонностей и специальностей: большинство из них выбирало направленность своего интеллекта, своих устремлений именно в этом возрасте — такое явление можно назвать импрессингом[68]. В статье приведены графики, о которых мы говорили, и проведено их сравнение с аналогичными графиками для политиков, в этой первой публикации явление неудачно называлось интеллектуальным импринтингом. Более популярное описание представлено в израильском еженедельнике «7 дней» от 27 мая 1999.] («импрессия» — впечатление), по некоторой аналогии с известным в психологии животных явлением импринтинга («впечатывание») — молодые животные усваивают определенные навыки (например, следования за матерью, постройки гнезда) только в строго определенный период жизни, и если в этот период им не показали такие действия, они уже никогда эти навыки не приобретут.
С позиций психологии развития, наличие феномена импрессинга можно описать таким образом: анализ явлений сознания и подсознания позволяет выделить в них шесть уровней, постепенно развивающихся в ходе взросления и развития человека — это уровни: 1) сенсорный («ощущаюший»), 2) моторный, 3) когнитивный (познавательный или, скорее, любопытствующий), 4) эмоциональный, 5) уровень стиля мышления, 6) уровень шкалы относительных ценностей и предпочтений. В ходе эволюции животных эти уровни появлялись и развивались постепенно, так что само их количество (и их сложность) увеличивается по мере движения по эволюционной лестнице, от низших животных к высшим. А в соответствии с общими законами биологии развития, можно думать, что и при индивидуальном развитии они проявляются постепенно, как бы поочередно. (Понаблюдайте за развитием любого ребенка.)
Формирование и развитие этих уровней определяется как наследственностью, так и средой, условиями воспитания. Можно предположить, что изменчивость этих уровней после их формирования, особенно в подсознании, не очень велика — поэтому очень трудно воспитать в более позднем возрасте те особенности стиля и приоритетов поведения, морали, которые не были вовремя преподаны и усвоены.
Отсюда следует важность показа подросткам — и именно в возрасте импрессинга — таких впечатляющих, эмоционально насыщенных примеров, картин, явлений, которые, в частности, могут стимулировать в них, если не интерес к карьере будущего ученого, то, во всяком случае, интерес к новому, к возможностям его анализа, к адаптации в нашем быстро меняющемся мире.
Настоящая книга направлена именно к такому показу и поэтому, в основном, предназначена подросткам критического, наиболее восприимчивого, как мы старались продемонстрировать, возраста. Ну а в целом принятие изложенной концепции требует серьезного изменения системы воспитания и преподавания, но такие идеи выходят за рамки нашей задачи.
Чем дальше эксперимент от теории; тем он ближе к Нобелевской премии.
Фольклор
Поскольку на протяжении книги мы упоминали множество имен, описывали много разных теорий и экспериментов, приведем, только для ориентации, рейтинги известнейших экспериментов и знаменитых физиков. Так, известный английский журнал «Физике Уорлд» провел в 2002 г. опрос среди ученых: какой физический эксперимент за всю историю нашей науки можно считать наиболее красивым?
Рейтинг, по результатам голосования, таков (в скобках год проведения):
1. Эксперимент по интерференции одиночных электронов на двух щелях (год не указан, так как он одновременно был проведен несколькими группами; этот эксперимент, схожий с опытом Юнга, окончательно доказал волновую природу электрона).
2. Эксперимент Галилея с падающими телами (1600-е гг.).
3. Эксперимент Милликена с заряженными каплями (1910-е гг.).
4. Разложение солнечного света в спектр Ньютоном (1665–1666).
5. Эксперимент Юнга по интерференции света (1801).
6. Определение Кавендишем гравитационной постоянной (1798).
7. Измерение радиуса Земли Эратосфеном (III в. до н. э.).
8. Опыты Галилея с шарами на наклонной плоскости (1600-е гг.).
9. Открытие атомного ядра Резерфордом (1911).
10. Маятник Фуко (1851).
В ответах фигурировали и такие эксперименты:
• эксперимент Архимеда по гидростатике,
• определение скорости света Ремером,
• определение механического эквивалента теплоты Джоулем,
• опыты Рейнольдса по течению жидкости в трубах,
• опыт Маха по акустическим ударным волнам,
• опыт Майкельсона-Морли,
• определение максвелловского тока смещения Рентгеном,
• открытие магнитного действия тока Эрстедом,
• опыты Бреггов по дифракции в кристаллах,
• измерение сдвига изображения звезд Эддингтоном и т. д.
Практически все эти эксперименты мы описали[69], а сам рейтинг показывает, что в понятие красоты у физиков входят неожиданность результата и… простота самого опыта. Этот рейтинг можно, в общем, признать справедливым.
Более сложно распределить «по рангам» самых ученых. Такой опрос по рейтингу физиков всех времен был проведен тем же журналом в 1999 г. (каждому из выбранных 120 «судей» — действующих ученых — позволялось назвать до пяти имен). В списке после занятого места указано число отданных голосов:
1. (119) Альберт Эйнштейн (1879–1955).
2. (96) Исаак Ньютон (1642–1727).
3. (67) Джеймс Кларк Максвелл (1831–1879).
4. (47) Нильс Бор (1885–1962).