Физика - моя профессия

Мы не на необитаемом остров Глава 3

…где рассказывается о том, как диалектическое единство свободы и необходимости предопределяет направление исследований в области естествознания.

Почти еженедельно человеку, работающему в науке, приходится задумываться над одним постоянно возникающим вопросом: а что делать дальше?

Лаборант озабочен – не взять ли фотопленку с повышенной чувствительностью? Научный сотрудник решает отложить дальнейший эксперимент и сверить свои цифры с теоретическими данными. Руководитель группы сотрудников, занятых тождественными исследованиями, полагает, что пришла пора перейти на новую методику наблюдения, разрабатывает новые схемы измерения и сдает чертежи в мастерскую. Заведующий лабораторией, оценив результаты исследований последних месяцев, считает, что центр тяжести исследований надо переносить с оптических методов на радиоспектроскопические, что новые экспериментальные кривые толкают к пересмотру старой теории, что к изучаемым веществам надо добавить новую группу объектов. Что же касается директора института, то его мысли (когда он сидит в директорском кресле) заняты распределением средств и правительственных заданий между лабораториями.

Из схемы, которую мы набросали, следует, что согласованно действующей группой научных работников является лаборатория. Более крупное объединение носит административный характер, а более мелкие отряды не самостоятельны.

Конечно, дело не в названии, и нередки случаи, когда роль лабораторий выполняют небольшие группы исследователей, а то и одиночки.

В хорошей лаборатории (для определенности будем говорить о лаборатории, но иметь в виду любой самостоятельный научный отряд) есть свое направление работы, свой круг интересов и свой стиль исследования. Можно не называть фамилии авторов научной статьи, вышедшей из хорошей лаборатории, так как специалист всегда догадается, где было проделано исследование.

Научный отряд может находиться в периоде становления. Про такую лабораторию говорят, что она не нашла еще своего лица.

Подобное мнение законно в течение 5–7 лет. Но если «отсутствие лица» наблюдается и через десяток лет после организации лаборатории, то, значит, это серенькая лаборатория, не заслуживающая именования отряда научного фронта. Такая лаборатория может быть полезной лишь на вспомогательных ролях, если только кто-нибудь возьмет ее под крыло, включив ее труд в свои научные исследования.

И направление и стиль работы научного коллектива определяются его руководителем или небольшой группой старших сотрудников. Название лаборатории говорит очень мало; оно определяет лишь область приложения сил. По направлению и стилю работы лаборатории одного названия могут и должны отличаться столь же существенно, как театры Акимова и Охлопкова.

В чем состоят различия стиля? Прежде всего в отношении к лабораторному эксперименту. В одних лабораториях основная масса труда затрачивается на создание совершенной аппаратуры, на разработку предельно точных методов измерения. В других – исследователи предпочитают приобретать готовую аппаратуру, с тем чтобы основные свои усилия затрачивать на обработку и осмысливание результатов измерения. Для одних лабораторий характерна широта охвата; в иных – глубокая разработка узкой темы находится в центре внимания.

Стиль и направление работы складываются постепенно, как равнодействующая многих факторов – особенности темперамента и интеллекта руководителя, влияния развития всей науки и сопредельных областей, влияния промышленности и государственных интересов.

Решающей является роль научного руководителя в составлении планов исследования. Планы работ в области естествознания сверху не спускаются. Государственное регулирование относится лишь к распределению средств между разными областями науки в соответствии с сегодняшними представлениями об их относительной значимости.

Но и руководитель лаборатории планирует не так, как это можно сделать на заводе и фабрике. Дело в том, что далеко не всегда можно запланировать результаты исследования.

Лаборатория академического института, например, ежегодно представляет в дирекцию план работы лаборатории на следующий год. И каждый раз сотрудники испытывают чувство некоторого замешательства при заполнении стандартных бланков плана. Ведь в нем такие графы, как название темы, затем – содержание работы по этапам и, наконец, третья – ожидаемые результаты.

Нетрудно написать лишь одно – что мы собираемся делать, какие измерения собираемся произвести, какую аппаратуру желаем установить, какие опыты будут поставлены. А вот будет ли это все сделано?

Разумеется, и в научной работе имеется бездна рутинных операций. Не представляет труда прикинуть, сколько времени займет съемка рентгенограммы или получение спектра, можно оценить объем того или иного расчета. Уже труднее, но все-таки возможно указать число недель, которые пойдут на создание аппарата, собираемого до известным схемам. Но если научная работа состоит только из таких операций, то это плохая работа, это не научная работа.

И правда, ведь научное исследование имеет смысл, если оно предпринимается для выяснения неизвестных или туманных обстоятельств. Экспериментальная научная работа тем лучше, чем менее очевиден ее результат. То, что кажется простым и легким, может оказаться в процессе исследования потрясающе сложным, и наоборот: запутанная проблема может получить решение простое, как колумбово яйцо.

Неожиданности? Да! Но ведь это, собственно говоря, самое важное, что есть в научно-исследовательской работе. О неожиданностях, если хотите, мечтает каждый научный работник. Неожиданное – это что-то новое, что-то такое, с чем еще никто не сталкивался. Неожиданное, интересное, важное – это в науке синонимы.

Прошлой осенью перед отъездом в отпуск я давал последние инструкции своему аспиранту Юсифу:

– Работа ваша, Юсиф, приходит к концу, остается только показать, что скорость молекулярных процессов в твердом теле замедляется при повторных экспериментах. (Мне казалось совершенно очевидным, что кристаллы, с которыми работал Юсиф, должны постепенно портиться.) Измерьте, как быстро падает скорость процесса, и на этом будем считать работу конченой.

С этим я и уехал. Вернувшись через месяц, тут же пошел к Юсифу.

– Показывайте свои кривые.

– Вот они.

– Да нет, это не то, вы спутали.

– Не спутал.

– Да где же кривые спада скорости? Я вижу колоколообразные кривые.

– Это они и есть.

Вот это да! Скорость, оказывается, сначала возрастает и лишь потом падает. Это был неожиданный результат. Выходит, что кристалл сначала «привыкает» к молекулярным процессам, а лишь потом начинает «портиться». Юсиф открыл новое явление, и ценность его работы неизмеримо возросла. Разумеется, план исследований потерпел существенные изменения.

Это один из примеров, который показывает, как трудно планировать исследование в области естествознания. Я бы сказал даже так: чем больше приходится отклоняться от намеченных планов, тем интереснее идет работа.

Не могу удержаться от улыбки каждый раз, беря в руки плановые ведомости научной работы, которые должны заполнять преподаватели вузов. За графой «название темы» следует графа «количество печатных страниц». Психология составляющего эти листки мне вполне понятна. Преподавателю запланировано определенное число часов лекций, семинарских занятий, экзаменов и консультаций. Проверить исполнение этого плана можно без труда, по курсовым и классным журналам. А как быть с научной работой? Запланировать число часов? А как проверить?

В особенности тяжело с теоретиком. «Я, – говорит, – дома работаю». Что же ему планировать? Может, число страниц научного текста? Их ведь всегда можно пересчитать.

Но доказывать смехотворность такого подхода просто нет надобности. Изложение великолепных научных работ можно встретить иногда в статьях, которые публикуются в «Докладах Академии наук». Доклады не принимают статей, объем которых превосходит шесть страниц на машинке. В эти шесть страниц зачастую вкладывается многолетний труд и не оценимая никакими единицами измерения напряженная мысль исследователя. С другой стороны, сколько приходилось перелистывать (читать их не к чему) бездарных пухлых четырехсотстраничных диссертаций.

В кругах специалистов невозможность планирования результатов научной работы хорошо известна. Поэтому все уже привыкли, что графа «ожидаемые результаты», по сути дела, повторяет графу «содержание работы». Но чем собирается лаборатория заниматься в этом году, что она предполагает сделать – это начальство, совершенно справедливо, желает знать.

Как уже говорилось выше, в основном выбор тем на следующий год лежит на руководителе, и решающим критерием ценности этих тем является его понимание самого важного и интересного в той научной области, которой он посвятил свою жизнь. Но об общем направлении работ института, куда входит лаборатория, заведующий также должен задумываться. Иначе вежливые, но настойчивые укоры, которые придется выслушивать на ежегодных отчетах, материальное давление, которое будет оказано дирекцией института, все равно заставят его считаться с общими интересами организации, куда входит лаборатория. Если понимание лабораторией степени важности тех или иных тем покажется ученому совету ошибочным, ее покритикуют, что, вообще говоря, небесполезно. И все же это лишь уточнения. Правильный же курс лаборатории зависит прежде всего от ума, таланта и интуиции научного руководителя.

Научно-исследовательская работа ведется и при вузовских кафедрах. Здесь выбор тем исследований, которые ведут сотрудники, еще более свободен.

Причина простая: основная задача вуза – готовить хороших специалистов, и педагогическая работа находится под строгим контролем. А научная? Хорошо, если она ведется, а если нет, то заведующему кафедрой остается лишь научиться составлять хорошие ответы на вопросы о числе страниц текста, которые были написаны его сотрудниками. К сожалению, больше от него ничего не требуется.

Работы в области естествознания проводятся в основном так называемыми общими кафедрами – физики, химии, биологии. Заведующий такой кафедрой может поставить исследование любого направления – у него беспредельная широта выбора тем.

Но мы живем не на необитаемом острове, и требования жизни неминуемо скажутся на выборе области научной деятельности начинающих работников, а для сложившихся ученых – на выборе направления работы.

Проблема свободы и необходимости решается здесь, как и всюду, в своем диалектическом единстве. Психологический и материальный факторы приводят к тому, что на перекрестке научных дорог исследователь направляется в сторону решения тех задач, которые так или иначе связаны с проблемами, стоящими перед прикладной наукой.

За примерами недалеко ходить. Всем известно грандиозное практическое значение полупроводников. Именно поэтому бурно развиваются соответствующие главы физики твердого тела.

Физика элементарных частиц получила большой размах, поскольку на пути исследований в этой области была открыта атомная энергия.

Исследование структуры высокополимерных веществ никогда не развивалось бы таким темпом, если бы не интерес промышленности к синтетическим материалам.

А вот пример из нашей практики. Хотя наша лаборатория специализируется в области структуры органических веществ, высокомолекулярные органические вещества всегда оставляли нас прохладными – их сложно получить в состоянии высокой упорядоченности, а потому гораздо труднее изучить их структурные характеристики.

Однако в сороковых годах слово «высокополимеры» начинает звучать все чаще и чаще. В гости приходят химики, желающие получить сведения о структуре высокополимерных веществ. На ряд их вопросов удается ответить, некоторые же проблемы ставят нас в тупик и заставляют задуматься о специфике структуры этих веществ.

Постепенно естественный ход событий втягивает нас в круг новых вопросов, продиктованных практикой. Хочется быть полезным большому кругу людей, приятно почувствовать себя в центре событий, сознавать, что ты непосредственно участвуешь в выполнении сегодняшних государственных задач. Но наряду с подобным психологическим давлением появляется и вполне материальная заинтересованность – возможность получить «под исследование полимеров» дорогостоящую аппаратуру и дополнительные площади, а значит, увеличить размах своей работы.

Примеры форсирующего влияния практики на исследования в области естествознания чрезвычайно многочисленны.

Однако в ряде случаев исследователь не поддается этому давлению. В каких же? Тогда, когда перемена направления работы связана с потерей капитала, затраченного на приобретение научной квалификации.

Считается само собой разумеющимся, что область науки исследователь выбирает один раз. Я разрешу себе небольшое отступление, иллюстрирующее эту мысль. Дело было так. Война прервала мои занятия наукой. Институт, где я работал до войны, распался; когда наступило время возвратиться к своей профессии, нужно было искать новое место работы.

Я непоседлив по характеру, и меня всегда огорчала привязанность к одному месту: участие в экспедициях или инспекция рудников не входят в круг обязанностей физика, занимающегося строением вещества. И я решил – раз надо начинать сначала – заняться физикой моря. Исследование морских течений, закономерностей прибоя – вот замечательное занятие, где одновременно будет утолена жажда к научному творчеству и к перемене мест. С этим я и направился в лабораторию физики моря. От меня взяли документы и попросили прийти на свидание к Шулейкину – заведующему лабораторией – на следующий день.

Я был встречен очень любезно.

– Дорогой мой, это же превосходно, вы такой опытный структурщик (есть такое жаргонное слово), кандидат наук. Конечно, я рад вас взять. Вы будете у меня заниматься… изучением структуры льда.

Это было до того неожиданно, что я даже не стал объяснять Шулейкину мотивы своего прихода. Как-то сразу я понял – никому и не приходит в голову, что я могу выбросить, как балласт, свой десятилетний опыт и знания. Придется примириться со специальностью, не связанной с путешествиями.

Как правило, научному работнику не приходит мысль, что надо изменить своей профессии. И здесь не только соображения практического порядка – жалко научный багаж. Выбранная тобой область науки, научное направление очень быстро становятся делом жизни, и отказ от него сопряжен с тяжелой ломкой.

Не всегда верность своей специальности вознаграждается. Профессия одних оказывается поднятой на гребень волны, другие работают, не вызывая своей деятельностью особого общественного интереса, не получают возможности расширить свою работу.

Конечно, бывает и так, что рельсы ведут в тупик. Это грустно. Однако большей частью и скромная научная деятельность вносит свой необходимый импульс в движение научного фронта. А иногда развитие событий приводит к переоценке ценностей и незаметные вдруг оказываются в первых рядах. Так было, например, с физиками-ядерщиками, о чем всем известно. Так происходит сейчас на наших глазах с исследователями, которые работают в области молекулярной биологии.

Поэтому закономерным является решающее влияние практики на тех деятелей науки, которые стоят на перекрестке научных дорог (я повторяюсь, но истина выигрывает от повторения), и также закономерным является упорное следование по своему пути тех исследователей, которые не видят возможности отклониться от своей дороги, не предав этим дела, которому они посвятили свою жизнь.

Я говорил о невозможности для исследователя изменить своему пути в пределах естествознания. Так же точно редки случаи, когда естествоиспытатель целиком переходит в стан прикладников.

Призвание быть художником, быть поэтом – это звучит знакомо и понятно. Но призвание естествоиспытателя не менее сильно, и оно также заложено в крови.

Существует вот такая категория людей, одержимых желанием атаковать непонятное и получающих огромное удовлетворение от возможности предвидения будущих событий.

Мне хочется, очень хочется заставить читателя почувствовать, до чего это увлекательно и интересно. Вы придумали теорию, на основании теории вы рассчитали, скажем, как теплоемкость кристалла кальцита зависит от температуры. Вы много работали и, наконец, построили теоретическую кривую – такая красивая плавная линия, идущая вверх от низких температур сначала медленно, потом быстро, потом замедляющая свой ход и приближающаяся к пределу. Теперь надо выяснить, правильна ли теория. Не так-то легко построить нужную аппаратуру. Проходят многие недели, и нетерпение возрастает. Верна теория или нет? Научились ли вы предвидеть явление? Наконец аппаратура готова; начинаются измерения. Первая точка, вторая, третья… Они превосходно ложатся на кривую. Какое счастье, какое торжество! Выходя поздно вечером из лаборатории, с трудом сдерживаете глупую счастливую улыбку – такая бывает разве что у влюбленных, возвращающихся со свидания.

У многих людей исследование природы, направленное на заполнение «белых пятен» на карте науки, становится страстью, делается целью и смыслом жизни. Нечего и говорить, что именно такие люди оказываются в первых рядах научной армии.

Конечно, каждый научный деятель желает придать своей работе большой размах, разумеется, ему не хватает денег, не хватает площади, не хватает помощников. Дай ему волю, и он закупит все лучшие образцы аппаратуры во всем мире и, конечно, добавит к своим двум верным техникам хотя бы две небольшие мастерские – механическую человек на 20 и электротехническую (на первое время с 10 работниками). Влюбленный в свою профессию научный работник с неудовольствием, а то и с негодованием отмечает, что на какие-то другие исследования, которые не идут ни в какое сравнение со значимостью его работы, отпустили больше средств. Конечно, это от непонимания важности его работы. Но ничего, еще немного труда, и будут новые результаты, тогда всем станет ясна важность его научного направления.

Преданный своей науке человек, умеющий строго и логично мыслить, когда идет речь об анализе научных фактов, теряет объективность, когда это касается развития своего любимого дела, которому отданы мозг и душа; дела, которому посвящена жизнь, нет, которое и есть жизнь! И мне нравится эта потеря чувства реального, этот эгоизм высокой степени, эта собственническая страсть, которую, я надеюсь, никому не придет в голову сравнить со страстишкой разводить шампиньоны.

Желание всемерно расширить свою работу, получить побольше средств и лучшую аппаратуру заставляет исследователя находить ту оптимальную компромиссную линию действия, которая позволяет ему, не изменяя своему научному пути, оказывать помощь практике. Некоторую долю своего времени и сил лаборатории он отводит для решения задач промышленности или прикладных институтов. За это лаборатория получает средства и аппаратуру, которые позволяют более эффективно и быстро справляться с основными научными задачами.

Дополнительное финансирование науки через систему договоров с промышленностью – весьма полезное дело. Ведь предприятия, выполняющие важные практические задания, прибегают к помощи и поощряют именно те теоретические лаборатории, научные дела которых наиболее успешны, которые работают наиболее квалифицированно. Словом, возникает автоматическое регулирование – хорошие лаборатории получают дополнительные деньги. И это вполне справедливо.