Положим, мы ведем речь об идеях, которые несли ошибочные установки, но сами по себе еще не составляли фактической основы для построения новой истины. Обратимся к ошибкам иного рода, когда научный вывод покоился на искаженных результатах измерений, на неверных экспериментах. Казалось бы, уж здесь-то ошибка ничего хорошего не обещает, наоборот. Но странное дело. Порой научное открытие, притом значительное, становится возможным только потому, что в розыск были вовлечены ложные сведения. Заявим еще решительнее: если бы исследователь располагал достоверным значением, открытия не состоялось бы.
Десятилетиями следил датский астроном XVI века Тихо де Браге за передвижением планет. Особый интерес отдал Марсу, собрав детальную информацию о его «поведении» на небесной тверди. Опираясь на эти показания, ученик Т. де Браге И. Кеплер оповестил мир о знаменитых законах, в их числе — закон об эллиптической форме планетных орбит.
Однако позднее выяснилось, что наблюдения де Браге неточны настолько, что, знай Кеплер всю правду, добытую последующей работой, все возмущения, по тем временам от науки еще сокрытые, он не смог бы выявить путь Марса в его, так сказать, «чистой» форме, то есть вывести закон.
Так что же произошло? Какова теоретико-познавательная подоплека этого события, обернувшего ошибочное и, по существу, бесполезное знание в ценную информацию? Неточности, допущенные Т. де Браге (и обусловленные уровнем наблюдательной техники его времени), как бы провели те упрощения, которые следовало провести И. Кеплеру, вообще любому, взявшемуся за этот предмет. Сии упрощения и позволили за сложными и громоздкими формулами вычисления орбиты усмотреть истинный путь перемещения планеты, отказавшись от общепринятого тогда мнения, что планеты движутся по окружностям — мнения, искажающего их законный бег. Неточность сыграла роль своего рода решета, которое, просеяв частности, спасло общее, помогло пройти через подробности и поймать существо дела.
Поучительный случай на подобную же тему имел место в творчестве К. Максвелла (вторая половина прошедшего века).
Свои знаменитые уравнения электродинамики он вырабатывал, опираясь на догадку единоутробного происхождения света и электромагнетизма. Но, вынашивая эту глубокую мысль, ученый использовал, с одной стороны, данные скорости света, измеренные еще посреди XIX столетия А. Физо, и с другой стороны — соотношения между статистическими и динамическими единицами электричества, которые были определены немецкими исследователями того же XIX века Ф. Кольраушем и В. Вебером. Однако самое интересное состояло в том, что хотя результаты А. Физо, как и немецких естествоиспытателей, ошибочны, тем не менее они удивительным образом совпали ровно настолько, чтобы можно было сделать необходимые выводы. И вот, сравнивая показания электромагнитных экспериментов Ф. Кольрауша и В. Вебера со значениями скорости света, вычисленными А. Физо, К. Максвелл и пришел к мысли, что упругость магнитной среды в воздухе подобна той, которую имеет светоносная среда, и что, следовательно, всего скорее это одна и та же среда.
Так, неверные по отдельности сведения, сложившись воедино, показали верный результат. А что, если бы К. Максвелл знал истинные значения только одного из слагаемых: скорость электромагнитных поперечных колебаний в воздухе или же скорость света? Приходится, конечно, лишь гадать, смог ли бы он тогда выдвинуть идею о единой природе света и электромагнетизма. Едва ли. Ведь расхождение было бы налицо. Во всяком случае, историографы науки усиленно в том сомневаются.
Получилось, что из ошибочных и по всем статьям бесполезных знаний выросла полезная теория. В свое время известный австрийский физик XIX века Л. Больцман так отозвался на этот интересный эпизод науки: «Гениальные уравнения Максвелла выведены неправильно, но сами они правильны. Не бог ли начертал их?» Вот и получается: верно, потому что неправильно.
Нам не хотелось бы оставить ощущение, будто описанные ситуации исключительны и несут печать случайности. Расскажем еще об одном событии, подготовившем, благодаря наличию ошибки, выдающееся открытие в науке.
В начале XIX столетия английский врач В. Праут высказал гипотезу, впоследствии блестяще подтвердившуюся, что атомы всех химических элементов образовались из атомов водорода путем их «конденсации». Фактически то была первая научная догадка о сложном строении атомов вещества. Этот вывод покоился на грубых, весьма «округло» взятых при определении атомных весов и потому ошибочных данных. Однако такие округленные сведения принесли добрую услугу, позволив В. Прауту высказать свое предположение. Будь к тому времени атомные веса измерены точнее, скажем, как того добились к середине XIX века Ж. Дюма и С. Стас, В. Прауту предстала бы иная картина химических связей. На той основе ему вряд ли удалось бы так четко увидеть закон кратных отношений.
Быть может, читатель отметит, что все это происходило в давние времена, когда наука, еще не будучи столь изощренной, могла в силу того строиться на недоразумениях и сбоях. Короче сказать, стоило бы поискать подходящие случаи в сегодняшних днях. Они есть, и об одном событии, решительно повлиявшем на ход исследований в атомном веке, сейчас поведем речь. Дело касается трансурановых элементов.
Известный итальянский физик Э. Ферми, изучая взаимодействие медленных нейтронов с различными ядрами, обнаружил, что при этом имеет место активное поглощение нейтронов, сопровождаемое ядерными превращениями. Так он дошел до урана и, работая с ним, получил ряд новых изотопов, то есть разновидностей этого же элемента, различающихся лишь массой атомов. Однако ученый посчитал, что перед ним не изотопы, а новые, так называемые трансурановые (то есть располагающиеся за ураном) элементы, доселе неизвестные. Это обернулось ошибкой. Последовавшие события показали, что Э. Ферми наблюдал не трансурановое семейство, а нечто иное. Но было уже поздно: статья ушла в печать и — не в пример нашей сегодняшней издательской норме — быстро получила огласку, приковав внимание ученого мира.
Э. Ферми глубоко переживал ошибку и до конца так и не мог простить себе оплошность. Однако поистине ошибки великого гениальны. По следам Э. Ферми многие физики повели интенсивные наблюдения, проверки, что же он в конечном счете видел. Эти и другие исследования показали, что захват нейтрона ураном действительно приводит к образованию нового элемента — нептуния, нептуний превращается в плутоний, и так далее. То есть налицо трансурановый ряд. Затем последовали новые работы в области атомного ядра, и наконец О. Ган и Ф. Штрасман открыли его деление.
Так ошибка определила интерес, показала район поисков и в общем-то невольно повлекла за собой большие открытия. Не соверши Э. Ферми того неверного шага, «правильный» ход вещей, безусловно, все равно привел бы физику к трансурановому ряду, да только на известное время позднее.
Состоялось знакомство с заблуждениями, так сказать, непреднамеренного сбоя. Но история науки богата и предсказуемо ошибочными событиями, в которых ученый, проводя исследование, составляя теорию, знал, что идет ложным путем, тем не менее продолжал идти, более того, извлекал удачу.
Еще в XVII столетии математики повсеместно и прилюдно «грешили» правилом фальсификации. Приступая к решению линейного уравнения, сознательно и не таясь, начинали с заведомо ошибочного предположения, которое поэтапно улучшалось и доводилось до необходимой кондиции. Прием именовали «методом последовательных приближений». И хотя он допускал неверность, с его поддержкой удавалось дотянуться до решения задач.
Порой санкционированное заблуждение веками исповедовалось наукой, не желавшей с ним расставаться, несмотря на явную, публично признаваемую ошибочность.
Идея эфира родилась как представление о своеобразном веществе, которое размещается в пространстве между телами, являясь проводником различных воздействий, вначале механических, позднее гравитационных и еще спустя время — электромагнитных. Авторство отдают Р. Декарту. Удаленные расстоянием тела не достают друг друга, чтобы как-то «общаться». Нужен посредник. На эту роль Р. Декарт и назначил особое вещество — эфир.
Гипотеза понравилась, началась ее эксплуатация. Одним из первых пустил ее в дело «враг гипотез» И. Ньютон. Его слова: «Предполагается, что существует некая эфирная среда, во многом имеющая то же строение, что и воздух, но значительно более разреженная, тонкая, упругая». Опытных подтверждений такому допущению никаких, одни спекуляции и фантазии. «Однако, — продолжает Ньютон об эфирной материи, — во избежание многословия и для более удобного представления я буду иногда говорить о ней, будто бы я ее принял и верю в нее».
Возникает достаточно деликатная ситуация. Понятию эфира в природе ничто не откликается. Более того, на ошибочном допущении строится ошибочная теория. И вот парадокс: применение теории дает результат. Этим воспользовался прежде всего сам И. Ньютон: создавая корпускулярную концепцию света, он погрузил светоносные частицы в эфир. Но и его соперник, французский физик О. Френель, выставляя конкурентную волновую гипотезу, также делал ставку на эфир, волны которого и несли у него свет.
Эфирная эпопея достигла кульминации, когда появилась идея электромагнетизма. Распорядитель новых полей К. Максвелл объявил электромагнитные волны особыми натяжениями эфира. С ним, с эфиром, не захотели расстаться ни Г. Герц, ни Г. Лоренц. А Лоренцу, например, он был совсем не нужен и оставался у него в качестве неподвижной среды. Эфир проник на службу даже к А. Эйнштейну, хотя именно он и добил его, расчистив почву новым безэфирным представлениям.
Так, будучи ложным, стало быть, бесполезным, более того, в известных отношениях — вредоносным (а вовсе не светоносным), понятие эфира сохранялось, поддерживая преемственность познавательной деятельности. В частности, оно содействовало формированию в прошлом веке теории поля, которая и заставила в последнем счете идею эфира уйти в отставку, взяв его объяснительную задачу на свои плечи.