Превратности научных идей

Прогнозы и курьезы

Развернем намеченные пунктиром идеи прежней главы относительно полезности однажды добытого, но позабытого знания.

Обычному производству знакомы лишь ближние цели, учитывая которые производители прикидывают свои возможности и берут посильные задачи. В науке другие приоритеты. Ее вожди и исполнители неизменно в глубокой разведке обступающих нас тайн, чем и определяется строй научной занятости: направлена ли она на изучение человека или природного вещества. Это формирует профессии науки, которая работает как бы про запас, не устанавливая заранее (в отличие от остальных видов труда), где именно добытое ею знание найдет применение, каким путем одолеет оно дистанцию, разделяющую научную идею и ее материально-техническое продолжение.

В разных руках эта особенность трудиться в счет будущего ведет себя по-разному. Одни разделы словно бы вышли из жизни и теснятся в ее близи, другие, наоборот, отрезаны от насущных дел и оттого воспринимаются как игра ума, обещающая весьма зыбкую пользу. Такие «отрешенные» науки судьба уносит вдаль, за горизонт. Правда, замечает Д. Гранин, «если упреждение большое, открытие бьет мимо цели». Мы бы уточнили, не мимо цели вообще, а в сторону от сегодняшней утилитарной, узкопотребительской цели. Лишь много спустя приходит поправка, запоздалая, покаянная.

Наиболее выпукло такие упреждения с последующим превращением бесполезного знания в полезное предъявляет математика — одна из ультраабстрактных, уязвимых в поименованных грехах дисциплин. На ней хорошо отпечаталось то, как знание, лежавшее в стороне от магистральных потоков науки, тем более практики, неожиданно выходит в первые очереди теоретического, а затем и прикладного назначения. Причина, по которой этим особо отличалась математика, заложена в характере ее построений.

Обычные, то есть нематематические, понятия (понятия остальной науки и обыденной жизни) закрепляют природные свойства вещей. Математику же такие повседневности не интересуют, она поднимается повыше, водя дружбу только с количеством предметов, какими бы они свойствами ни обладали. И то сказать, вещи наделены физическими, химическими, биологическими качествами, и, когда естествоиспытатель сортирует явления, он распределяет их по вещественным признакам, объявляя: «Это деревья, это коровы, а это воробьи». Иной расклад у математика. Предметы объединяются им только по числовым значениям: «Это пять, это семь, это десять…», и никаких указаний на то, из чего конкретно состоят такие пятерки или семерки. Важно не то, каковы природные характеристики сосчитываемых предметов, а сколько их. В. Маяковский как-то пошутил, дескать, математику все едино, он может складывать окурки и паровозы… Безразличие к веществу выдвигает математику в ранг общенаучного знания, принося ей независимость в обращении с реальным миром.

Действительно, каждая конкретная дисциплина изучает законы, то есть отношения, которые обусловлены свойствами вещей, математика же, как видим, отвлечена от любых свойств. Спрашивается, чем же обусловлены отношения, которые записывает математика? Что или кто задает ей отношения?

Остается признать, что это делает сам математик. Потому его наука и не имеет законов, не ставит экспериментов, не проводит наблюдений, чем заняты все другие науки. Она работает умозрительно. Как сказал однажды известный советский геометр И. Яглом, «единственная лаборатория математика — его интеллект».

Конечно, это не означает, что тут властвует исключительный произвол, мол, что хочу, то и ворочу. Математики тоже «считывают» свои структуры с действительности, но у них с нею особые связи, описание которых требует специального разъяснения. Здесь ограничимся лишь тем замечанием, что математические объекты, будучи свободными от любых вещественных характеристик (кроме количественных), могут быть поставлены в самые произвольные отношения. Здесь нет ничего сверхмудрого. Математические теории сплошь да рядом и расцениваются как имеющие весьма приблизительную связь с жизнью, и оттого кажутся беспомощными в повседневной практической работе, совсем как в предлагаемом эпизоде.

Громкий литературный герой, ставший частью жизненных реальностей, Шерлок Холмс путешествует с коллегой на воздушном шаре. Их унесло далеко от родных мест, так далеко, что они и сами не знают, куда. Наконец приземлились, огляделись. На счастье, показался человек. «Где мы находимся?» — спрашивают путешественники. «Вы находитесь в воздушном шаре, который коснулся поверхности Земли», — ответил незнакомец. В этот момент порыв ветра приподнял шар, и он понесся дальше. «Черт побери, этих математиков!» — воскликнул Шерлок Холмс. «Откуда вам известно, что это был математик?» — удивился спутник. «Только математики могут произносить верные, но совершенно бесполезные истины…»

Но что Холмс. Послушаем самих математиков. Мы уже написали про Гарольда Харди. Он так откликнулся по обсуждаемой теме в книге «Исповедь математика»: «Если говорить о „бесполезности“ шахмат в грубом смысле, то то же самое можно сказать и о большинстве ветвей современной математики».

Иными словами, польза, которую порой несет любезная ему наука, сродни той, что дают шахматные увлечения: они шлифуют интеллект. А вот признание математика Л. Диксона из Чикагского университета: «Слава богу, теория чисел не запятнана никакими приложениями». Близкие выводы делает еще один американский ученый — Д. Стоун.

И все же математика не может замыкаться и не замыкается на себя. Она постоянно находит возможность выйти из белых одежд чистой науки, испытать свою мощь во внешнем пространстве, что называется, показать силу мускулов на практических полигонах. Однажды в полемическом запале польский ученый С. Янишевский объявил, что не для того, мол, занимается он математикой, чтобы ее примеряли к строительству домов. Математики же и ответили: неужели коллега думает, будто дома строят с той лишь целью, чтобы математикам было где жить. Иначе говоря, дома возводят не только для математиков и не только для жилья. У строителей куча многообразных забот. Столь же немало их и у математиков.

В ранге общенаучного знания математика владеет глубокой практической инициативой, обеспечивая все науки (решительнее других, конечно, естественные, а в последнее время и общественные, гуманитарные) аппаратом количественной обработки любого добытого содержания. Все подвластно математическому описанию, все перемалывается ее жерновами.

Как-то в конце прошлого века в одном из государственных ведомств США обсуждался вопрос о преподавании английского языка в американских школах. На совещании присутствовал известный физик-теоретик Д. Гиббс, который отличался немногословием и на заседаниях обычно отмалчивался. Он и здесь молчал, а потом неожиданно объявил: «Математика — тоже язык». Дескать, что вы все об английском да об английском. А математика?.. Она ведь тоже язык. Афоризм понравился и легко пошел в обиход, закрепив мнение о математике как удобном, повсеместном и неизбежном языке научного мышления, языке количественных описаний.

Математику обступают, с одной стороны, заботы, налагаемые общественными потребностями (в том числе нуждами остальной науки), а с другой — задачи, определяемые логикой ее собственного движения. Подгоняемая этими запросами (и прежде всего по линии внутренних дел), математика продвигается вперед, надстраивая новые и новые этажи и совершенствуя свой аппарат. Лишь следуя этому, она способна удовлетворить все возрастающие претензии разнообразных научных дисциплин и требования жизни.

Естественно, что математика должна иметь большой задел, уходить в своих отвлечениях решительно ввысь, поднимаясь над конкретностью прозаических тем. Потому относительно многих ее результатов трудно заранее сказать, по каким векторам проявится их теоретическое могущество, какими удачами войдут они в остальные науки, а через них — в производство, в промышленность. Тьма завоеванных математикой истин на долгое время оседает невостребованными решениями, не отыскавшими своего пути к практической цели формулами, уравнениями. Но в том и особенность, что позднее, порой десятилетия, а то и века спустя, вдруг, на изумление, обнаруживается необходимая полезность некогда добытых знаний.

Выводим на сцену еще одного литературного героя, созданного американским писателем, и философом XX века А. Эмерсоном. «Мир проложит дорогу к дверям человека, который усовершенствует мышеловку». То есть с позиций широкой популярности науку ценят за изобретение полезных в повседневности вещей, за здоровый практицизм. «Но мы, математики, — продолжает наш герой, — должны понимать следующее: какие бы хорошие мышеловки мы ни изобретали, мир, очень медленно осознав нужду в них, и столь же медленно будет находить удобные пути к нашим дверям».

Придуманные во II веке до нашей эры арабские цифры проникли в Европу только в XIII уже нашего летосчисления, а чтобы утвердиться в практике, потребовалось еще несколько сотен лет. Даже в XVIII веке было мало школ, где обучали арабской «грамоте». Императрица австро-венгерской монархии Мария-Терезия, например (время правления 1740–1780 годы), издала указ, запрещающий вести торговые книги арабскими знаками.

Современная математика (а за нею многие точные знания) немыслима без отрицательных, комплексных, гиперкомплексных и т. п. чисел. Однако с каким напряжением входили они в математическое обращение, насколько долго ждали своего звездного часа. Пользу их люди обнаружили, к своему удивлению, лишь годы и годы спустя.

Отрицательные величины появились еще у индусов за 600 лет до рождества Христова и в течение тысячелетий фактически находились в подполье, пользуясь репутацией «ненастоящих». Медленно и с большими оговорками входили они в математическую жизнь европейцев. Первые применения обнаруживаем у Р. Бомбелли, Ж. Гарриота и Р. Декарта (XVI–XVII вв.), хотя Декарт же отнес их вместе с комплексными числами к «мнимым». Постепенно привыкали и другие математики. Но еще долго держалась оппозиция необычным для тех дней величинам, даже у великих ученых.

Уж что может быть внушительнее, чем имена Б. Паскаля или Г. Лейбница. А что они? Б. Паскаль настоятельно противился утверждению отрицательных чисел. Скажем, операцию вычитания из нуля полагал лишенной всякого смысла. Написал: «Я знаю людей, которые никак не могут понять, что если из нуля вычесть четыре, то и получится нуль». Вослед тому шел также Г. Лейбниц. Число –1, убеждал он, не существует, так как положительные логарифмы соответствуют числам, большим единицы. Отрицательные же логарифмы (!) соответствуют числам, заключенным между нулем и единицей. То есть для отрицательных величин логарифмов просто не хватает.

На стороне гонимых выступил выдающийся итальянец Д. Кардано, который стал систематически их употреблять. Ему в решающей мере и обязан мир внедрением столь необычных чисел в научный обиход. Им же введены мнимые, или комплексные, величины, равным образом встреченные поначалу категорической неприязнью. Их внесли в разряд понятий, кои никогда не понадобятся. Даже сам родитель сокрушался, что в операциях с комплексными числами «арифметические соображения становятся все более неуловимыми, достигая предела, столь же утонченного, сколько и бесполезного». Не случайно Д. Кардано однажды записал: «Умолчим о нравственных муках и умножим (5 + √–15) на (5 – √–15)».

Но пришло время, и комплексные переменные стали необходимы для многих не только теоретических, но и близких к практической нужде дисциплин: в гидродинамике, в теории упругости, в электротехнике.

Обвинения в бесплодности тех или иных математических результатов, оказавших позднее серьезную услугу науке, сыпались слишком часто. Памятно, как в 1910 году английский астрофизик Д. Джинс неосторожно предрек, будто математическая теория групп никогда не придет в физику. Истекло не столь уж много дней, как разразилась так называемая «групповая чума». Теорию начали широко применять во многих науках. И не только для систематизации и описания больших массивов фактов, но и в предсказаниях новых явлений, к примеру, элементарной частицы омега-минус-барион.

Столь же шумно провалились прогнозы по поводу ненужности математической логики, без которой была бы немыслима «компьютерная эпоха» и вся «машинная математика». И сколько еще подобных прогнозов перешло в курьезы, показав свою некомпетентность перед будущим.

Указанные качества математики отрешаться от конкретных свойств возвышают ее над остальной наукой и делают своего рода разведчиком на дорогах познания. Она первой прорывается к таким структурам, о которых другие не смеют и подозревать. В свое время И. Кант назвал математику наукой, брошенной человечеством на исследование мира в его возможных вариантах. С годами эта ее репутация только подтвердилась.

Ныне стало привычным представлять математика изобретающим модели не только сущих, но и воображаемых и невообразимых явлений и состояний, из коих естествоиспытатель может, соответствующим образом интерпретируя их, отбирать для своих нужд подходящие формы. Это — своеобразные заготовки впрок, аристократические (потому что изящно выполнены) одежды для будущих процессов, вещей, организмов. Они — эти процессы, вещи и т. п. — еще неизвестны миру либо вообще пока не народились, но неугомонные математики уже держат для них готовые костюмы.

Есть термин «богатая интерпретация». Мать, общаясь с младенцем-несмышленышем, еще не умеющим говорить, ведет себя так, словно его лепет и поведение имеют смысл, присущий взрослому. То есть она дает «богатую интерпретацию».

Понятно, что подобным образом работать способна лишь раскованная и рискованная мысль, владеющая пространством для воображения. Так ведь и говорится, что математика — это роскошь, которую может позволить себе цивилизация: ринуться вперед очертя голову.

И потому, что математика выводит формулы, не раздумывая, где им предстоит работать (и предстоит ли), это приносит ей славу безадресного знания. Поэтому можно услышать: «Математики не знают, о чем говорят, а также верно ли то, что они говорят» (Б. Рассел, кстати, сам математик и логик). Или: «Математика верна, поскольку она не относится к действительности, и она неверна, поскольку относится к ней» (А. Эйнштейн). Говорят и так: «Математику фактически все равно, о чем он говорит», ибо «ее, математики, закономерности, ее доказательства, ее логика не зависят от того, чего они касаются» (Р. Фейнман, физик) — и т. д. Конечно, сказано в тоне шутки, к ситуации, но момент правды тут не укроешь.

Порой такая откровенность сеет в ряду ученых постоянную смуту. «Непостижимая эффективность математики» — так выразил свое недоумение известный американский теоретик современной физики Е. Вигнер. Его смущает, что математики выстраивают зависимости, пишут уравнения, не публикуя списка ситуаций, на которые это распространяется, а то и вообще не имея никакого списка. Все бы терпимо, пусть математики упражняются… Но ученые других родов войск, они же берут это на веру. И снова в режиме шутки Е. Вигнер устанавливает, что «физики — безответственные люди», поскольку используют математический аппарат, часто не зная, верны ли предлагаемые решения. Когда физик обнаруживает некое отношение между величинами, напоминающее ему связь, хорошо знакомую из математики, он немедленно приходит к заключению, что найденная закономерность как раз и есть та, которая рассматривается математикой, поскольку ничего другого он не знает. Так формируется «безответственность», питаемая священным пиететом перед всевластием математиков.

Однако если, сняв украшения стиля, войти в суть полемики, то привлекательнее, понятнее позиция тех, для кого эффективность математики все же постижима, только это не лежит на виду. Связи математики с грешным миром своеобычны. Между нею и действительностью — слой конкретных наук, которые и принимают заявки производства, промышленности, быта. Но когда «госзаказ» достигает слуха математиков, они откликаются на эти предложения (как и на свои внутренние призывы), совершенствуя аппарат исчислений, усложняя и отодвигая его на еще более далекие от практики расстояния. А наука, и в первую голову физическая, требует все более «высокой математики».

Поэтому сколько бы ни были при внешнем осмотре абстрактны и спекулятивны математические строения, в основании их ажурной вязи лежат вполне земные дела. Именно по этой причине математике и удается верно схватить, «угадать» переплетения вещей. Как справедливо замечает В. И. Ленин, в процессах творчества математик может создавать, придумывать такие отношения, которые не наблюдаются в природе, опираясь на те отношения, которые в ней наблюдаются. Но это и означает, что, надстраивая новые этажи своих абстракций, математическая мысль способна записать и такие формы, что им найдутся во внешнем мире соответствующие природные образования, пока еще науке неизвестные. Короче, мир предъявляет свои права на математику, обязывая работать так, что это делает ее результаты неотвратимо эффективными в практических вопросах.

Характерность математики проявляется также в том, что она умеет предложить конкретным наукам неведомый им типично математический, умозрительный путь решения задач, минуя эксперимент, эмпирическую наблюдательность, фактологический расчет и т. п. приемы, использование которых к тому же оказывается при известных обстоятельствах невозможным. Имеется хорошая иллюстрация.

Когда М. Борн и В. Гейзенберг строили матричную квантовую механику, у них возникли затруднения, и они обратились к царившему тогда на математическом Олимпе Д. Гильберту. Вот что он сказал. Когда ему приходилось иметь дело с матрицами, они получались у него в качестве побочного продукта собственных значений некой краевой задачи для дифференциального уравнения. Д. Гильберт и посоветовал поискать уравнение, которое, возможно, стоит за этими матрицами. Не исключено, напутствовал он молодых физиков, вам откроется нечто интересное. Но они не вняли совету, сочтя это бестолковой идеей и порешив, что великий математик чего-то не понимает.

А через несколько месяцев Э. Шредингер вывел знаменитое волновое уравнение, явившееся другим вариантом квантовых описаний. Теперь пришло время посмеяться Д. Гильберту, который заметил, что если бы его послушали, это уравнение открыли бы по крайней мере на полгода раньше. Видно, заключил он, «физика слишком сложна для физиков». И добавил вовсе уж убийственное: «Физика достаточно серьезная наука, чтобы оставлять ее физикам».

Современное естествознание, а за ним и обществознание все более проникаются пониманием роли математики в их делах. «Физику наших дней не обязательно знать физику, ему достаточно знать математику». В этой парадоксальной формуле академика Л. Ландау заключена не просто шутка. Здесь есть своя правда — истина, улавливающая тенденции роста математизации познания.

Умелое применение математических методов приносит не только теоретический успех, но и прямые экономические результаты. В частности, математический эксперимент, математическая гипотеза, математическое моделирование позволяют избежать материальных затрат, поскольку исследование идет не с веществами в лаборатории или на полигоне, а путем решения соответствующих дифференциальных уравнений.

Скажем, эксперимент, особенно физический, стал ныне крайне дорогостоящим. Ушли времена, когда, по выражению американца Р. Вуда, хороший физик мог с помощью… палки, веревки, сургуча и слюны изготовить любой научный прибор. Ныне другие отсчеты. К примеру, магнит для синхрофазотрона Объединенного института ядерных исследований в Дубне (СССР) имеет в диаметре более 60 метров и весит около 40 тысяч тонн. Это был самый тяжелый в мире магнит в начале 80-х годов. Или взять ускорители: серпуховской имеет в диаметре 1,5 километра, а длина кольца ускорителя в Протвине — 20 километров. Подобные установки представляют настоящие промышленные сооружения, с которыми вовсе не вяжется понятие прибора. Можно представить, какую экономию приносят математические методы, когда они способны заменить работу на таких «приборах».

…Как-то, осматривая обсерваторию Маунт-Вильсон (США), А. Эйнштейн задержался у телескопа. Впечатляли размеры. Зеркало, например, имело в диаметре 2,5 метра. «Для чего, собственно, нужен такой гигантский инструмент?» — поинтересовалась жена А. Эйнштейна, Эльза. «Его главное назначение заключается в том, — деликатно пояснил директор, — чтобы узнать строение Вселенной». — «В самом деле? … А мой муж обычно делает это на обороте старого конверта». Сама того не ведая, фрау Эльза показала глубокую правду о преимуществе математических исследований перед физическими.

Связь математики с практическими делами несомненна, хотя от первого знакомства с нею такого впечатления ввиду крайней отвлеченности ее построений не остается. Как был прав Н. Лобачевский, заявляя, что даже самая абстрактная математическая теория когда-нибудь обязательно отыщет себе применение.

Похожие проблемы у физики, многие теории которой также поначалу попадают часто в графу бесполезных, и лишь годы спустя они получают прописку на карте знания. Больше всего страдают фундаментальные идеи.

Так, в пору своего рождения теория относительности обычно встречала в ученых (тем более не ученых) кругах настороженный прием. К примеру, один из основоположников современной физической химии, немецкий исследователь В. Нернст, упорно именовал ее философией, то есть, по его понятиям, областью достаточно невразумительной, чтобы представлять науку. Но миновали десятилетия, и расчеты на основе положений А. Эйнштейна легли на чертежи конструкторов при создании ускорителей, при составлении графиков космических полетов, в других практических делах.

Аналогичный поворот ожидал квантовую механику. Вначале непонимание, неумение найти ей работу, более того, попытки отказаться от нее (даже со стороны первооткрывателей, в частности, М. Планка, Э. Шредингера), но затем стремительный, все нарастающий триумф.

В 30-х годах исследования в области атомного ядра считались далекими от настоящих путей науки, видные ученые находили бесполезным отвлекать на это средства, столь необходимые молодой Советской власти для других более важных затрат (в том числе и в науке). А ныне атомные электростанции — солидная добавка в энерговооруженность страны. Сейчас похожая обстановка вокруг теории элементарных частиц. Ведутся их глубокие исследования, но практическая выдача пока очень приблизительна. И все же мы вправе на нее рассчитывать.

Подытоживаем. Только владея достаточно большим набором фундаментальных истин, наука способна выполнять свое назначение. Вообще, ответы ее теоретической части должны быть шире, чем вопросы, которые ставит и может поставить перед ней текущая повседневность. Благодаря этому наука и работает, не только удовлетворяя запросы момента, но и в счет будущих заданий.

Однако трудиться с заделом на завтра умеют не одни лишь фундаментальные дисциплины. Сейчас мы повернемся к другому полю — к превращению бесполезного знания в полезное, — связанному с эмпирической наукой.

Казалось бы, исследования, насыщенные и перенасыщенные тематикой, близкой к жизни, практическому делу, не витающему в сферах высокой абстрактности, такие исследования изначально, с момента получения результатов, должны включаться в полезную работу. Но здесь вырастают свои сложности, свои препоны на пути к признанию, а уж к применению — и того более. Налицо тот же штамп: значимо лишь то, что быстро дает практическую выгоду. Соответственно распределяются и квалификации научности, а с ними кредиты, лимиты, доверие.

Более широкий, «вневедомственный» взгляд на события науки, взгляд, не приуроченный к сиюминутной нужде, а брошенный с высоты исторической перспективы, внушает иные оценки, обнаруживается, что результаты, лежавшие десятилетиями и даже веками без движения, вдруг становятся фокусом внимания и вовлекаются в практический цикл.

В XVI — начале XVII столетия в университетских центрах Франции, Германии, Швейцарии работали ботаники братья Иоганн и Каспар Боугины. Упорные и основательные, они обыскали огромные пространства и выделили несметные даже по нашим меркам количества видов растений: Иоганн — около 4000, Каспар — 6000. Старшему особенно полюбилась полынь, и он употребил на ее описание отдельный том (из его многочисленных томов). В те времена исследование не нашло применения, и вообще, исписать на полынь целый том?.. Даже Г. Лейбниц, сам бесконечно ушедший в науку, отдавший ей многие часы, даже он оценил это «полынное» увлечение как вызывающий недоумение курьез.

Но полынь — удивительное явление растительного царства. В наши дни из нее научились добывать антибиотики, эфирные масла, ценный сердечный препарат камфару. Короче, растение обрело исключительное народнохозяйственное значение. Конечно, ни братья, ни кто другой и тогда и много позднее о том и подумать не могли. Исследования шли из чистой любознательности. Однако современной науке пришлось заняться полынью уже в иных интересах.

Медицинские и другие обращения к полыни потребовали ее обследования со стороны биологических характеристик, химического строения, мест произрастания. Возникла необходимость повести регулярное наступление на полынь, то есть завершить то «курьезное» дело, в котором увяз старший Боугин. И вот в 1962 году в издательстве Академии наук Казахской ССР выходит книга «Химический состав полыней», написанная М. Горяевой, С. Базилицкой и П. Поляковым. Одному из авторов пришлось, как сказано в предисловии, специально заняться систематикой и указанием свойств полыней. Интересно, что ныне их выделено до 500 видов, и, кстати сказать, половина «проживает» в Советском Союзе.

Еще один коллектив поглощен полынью — исследователи Центрального ботанического сада Белорусской академии наук. Их занимает другое. Прикидывая возможности замены (при консервации кормовых трав) дорогостоящих химических веществ растениями с антимикробной «склонностью», ученые повернули взоры на один из видов полыни — эстрагон, «поселившийся» в районах Средней Азии, Западной Сибири, предгорьях Кавказа.

Так обширные сведения И. Боугина, засвидетельствованные своим временем как бесполезные, пришлись ко двору через несколько веков. Стало ясно, что прогноз великого Г. Лейбница, объявившего исследования коллеги курьезными, сам оказался курьезом.

Аналогичным образом разрешилось дело о лишайниках. Первые сведения о них собраны еще в XVI столетии, а в XVII К. Линней насчитывает уже 80 видов. Тогда же его соотечественник З. Ахариус проводит их описание и закладывает основы новой науки лихенологии.

Однако вплоть до середины нашего века лишайники фактически не находили применений в практике, и от их изучения не видели проку. Вдруг обстоятельства круто меняются. Виновником поворота стал А. Флеминг, открывший в спорах грибковой плесени пенициллин. А она растет на лишайниках. Начали развертывать промышленное производство пенициллина, тогда и понадобились знания о лишайниках, в богатом наборе предложенные лихенологией. Как будто она только того и ожидала, заготавливая эти сведения впрок.

Обсудим еще одну особенность познания, которая также на первый взгляд смотрится курьезом.

Движение науки сопровождается дроблением знаний. Наиболее «грешат» этим биология, медицина, география и некоторые другие (всех не назовешь) дисциплины. В своем усердии членить и распределять они, кажется, утрачивают временами ощущение черты. Скажем, ныне известно 20 тысяч видов пауков. В каждом выделено что-то особое, в чем не замечены другие, на каждый из видов заведено досье. Но это даже скромная величина в сравнении, например, с поголовьем бабочек, где дотошные ученые определили 100 тысяч видов. Столь же усердно изучили жуков, боевые отряды которых, как выяснили, состоят из 130 тысяч видовых подразделений. А дробление идет…

Неизбежно закрадывается сомнение: неужели эти гигантские списки насекомых кому-то понадобятся? Не работают ли порой уважаемые энтомологи вхолостую, понапрасну сжигая силы и средства? Некогда Ф. Достоевский решительно осмеял подобные увлечения в медицине. Совсем исчезли доктора, которые лечили бы от всех болезней, жалуется он. Остались одни специалисты. Положим, у вас заболел нос. Вы к врачу, а тот шлет в Париж, дескать, там светила европейского размаха лечат носы. Но вот вы в Париже, идете к светиле. И что же? «Я вам, — скажет, — только правую ноздрю могу вылечить, потому что левых ноздрей не лечу, это не моя специальность, а поезжайте после меня в Вену, там вам особый специалист левую ноздрю вылечит».

По нынешним временам недоумений о пользе узкой специализации не убавилось: дифференциация знания идет, и ученые свой маневр понимают. Каково же должно быть отношение к ситуации?

Ясно, что науку не остановишь. Дробление знаний, его расслоение на все мелкие единицы будет продолжаться, и никакие уговоры, высмеивание, запреты не помогут. Но вопрос даже не в этом. Возьмем биологию. Членение, отыскание неизвестных биологических форм, видов, выделение среди известных новых и т. п. не только неизбежны, но и поворачиваются несомненной практической выгодой. Ведь заранее не определишь, какое именно знание тех же насекомых понадобится человеку будущего в его обширной занятости.

Жил, к примеру, в России ученый Б. Шванович, изучал бабочек. Он годами рассматривал узоры на их крыльях, подмечал геометрию рисунка, переливы красок, классифицировал. Внешне пользы никакой. Правда, и вреда тоже: обожает человек бабочек, так и пусть… Оказалось, однако, что систематика Швановича несет беспрецедентные сведения для уяснения морфологии и проблем эволюции. Ибо узоры — проявление общей гармонии живого, так как в сочетаниях красок проглядывает совершенство биологических форм.

Это факт, так сказать, внутринаучной полезности, от нее еще предстоит навести переходы к материальной нужде. Но вот прямая линия. Возьмем тех же пауков-«двадцатитысячников».

Установлено, что у некоторых видов (а расселились они повсюду — в умеренном и жарком поясе и даже на антарктических островах) нить обладает уникальными достоинствами. Будучи чрезвычайно тонкой и обгоняя по этому качеству любую швейную нитку, она тем не менее очень «вынослива». Если нитью паутин обернуть земной экватор, эта «масса» будет весить всего 300 граммов, но прочностью превосходить в два раза сталь.

Чудо-материал сам шел в руки. Предприимчивые умы скоро нашли ему дело. Еще в самом конце прошедшего столетия во Франции был изготовлен канат из паутины. Сочетая эластичность и фантастическую прочность, он как нельзя лучше подходил для заявленной цели — удерживать махину — воздушный шар при всех капризах погоды на привязи. Не случайно канату была оказана честь представлять инженерную мысль Франции на Всемирной выставке в Париже в 1900 году.

Выдающиеся качества паутины отмечены хозяйственным глазом давно. Еще с неизвестных времен жители ряда островов Тихого океана «приручили» пауков плести рыболовные сети. Другие наловчились ткать из паутины одежду. Рассказывают, что перчатки и чулки из нее были в свои дни подарены французскому королю Людовику XIV, властвовавшему в XVII — начале XVIII столетия. Неизвестно, носил ли сии сверхмодные дары абсолютный монарх, но вот супруга Карла VI, правителя Священной Римской империи XIV века, показывалась — надо полагать, на зависть дамам — в перчатках из паучьего шелка.

Однако то были эпизоды. Систематическая «эксплуатация» пауков началась позднее.

В конце прошлого века по острову Мадагаскар странствовал один французский миссионер. Дела божии не мешали ему наблюдать природу, и однажды он остановил внимание на паутине необычно крупного калибра и высокой прочности. Это была сеть, созданная местным пауком из «вида-племени» шалабе. Предприимчивый путешественник быстро усвоил, что ему открывается редкая доля без особых затей извлекать фантастическую выгоду. В 1897 году он открыл невдалеке от Антананариву мастерскую, где приступили к работе первые 30 тысяч шалабе. Надо сказать, производство трудоемкое: чтобы получить всего-то 500 граммов паутинного шелка, надо организовать «труд» около 700 тысяч пауков в течение целого сезона. Но зато какие работники!.. Ни одежд им, ни обуви, и бастовать невдомек.

Сейчас на Мадагаскаре раскинуто уже несколько предприятий, выдающих шикарную ткань золотисто-кремового оттенка, которую, впрочем, можно при желании «одеть» в любые цвета, поскольку паутина, подобно шелку, легко окрашивается.

Паутинная пряжа используется и по другому назначению. Чтобы получить фотографии звезд, необходима точная фиксация их положений, а для этого требуется оснастить телескоп очень тонкой и в то же время прочной нитью. Лучшего материала на такую «должность», чем паутина, не сыскать.

Просматривается еще одно хозяйственное использование пауков. Объявилась их исконная вражда к вредителям рисовых плантаций. На этом и построили расчет сотрудники Международного научно-исследовательского института риса в городе Лос-Баньосе на Филиппинах. Они намереваются выставить специально обученное войско пауков навстречу непрошеным потребителям риса, особенно из отрядов кузнечиков.

Следующая глава трудовой деятельности пауков касается их «инженерно-строительных» способностей.

Практике конструирования широко известны висячие мосты. Известно также, что их изобрел английский инженер С. Браун. Однако саму идею подсказали… пауки. Как это бывает, изобретатель долго и безуспешно пытался решить задачу сооружения перехода без опор (к примеру, над пропастью). И вот однажды, отдыхая в лесу, он обратил внимание на паутину, легко переброшенную с одного дерева на другое. Вспыхнула догадка, которая и нашла инженерное воплощение, обогатившее человечество гирляндами висячих мостов.

Более того, замечено, что даже при сильном ветре паутина не рвется, поскольку обладает высокой прочностью, а ее сопротивление ветрам практически ничтожно. Это навело советских архитекторов на мысль строить здания, опираясь на расчеты, подсказываемые конструктивными решениями столь интересных насекомых. Такие сооружения воздвигаются, в частности, в Киеве, в Москве.

Вот сколько полезного принесло знание одних лишь пауков. А теперь спросим себя: смогли бы мы быстро добыть эти сведения, не имея в запасе такой обширной информации? Читатель может возразить: конечно, все так, но разве необходимо знать все разнообразие свойств и определений, какое сосредоточено в описаниях 20 тысяч видов пауков? Понятно, что многое из того, что собрано, остается в «запасниках» науки и еще долго будет там находиться. Однако, кто укажет заранее, что именно понадобится, кто определит, что вот этот вид пауков принесет практическую пользу, а этот не принесет? Наука верна себе. Она изучает объект без изъятия каких-либо граней, сторон. Если же идти выборочно, делая пропуски, то вполне может случиться, что среди пропущенных как раз и находятся трудолюбивый шалабе или же пауки, поставляющие нить для астрономов.

Наконец, в актив значений «бесполезной» дифференциации надо положить и то, что подробным членением задается обязательная эмпирическая опора, над которой только и может возвышаться многообещающая закономерность.

Придадим повествованию несколько иное склонение. Речь шла об употреблении даров науки, так сказать, по прямому назначению: математических открытий как математических, а, скажем, биологических как имеющих биологическую ценность и т. д. Теперь мы выходим на такое рассмотрение, когда завоеванные истины оказываются полезными не у себя дома, в стенах родного «ведомства», а совсем далеко от обжитых мест.

Если продолжить «биологический» разговор, то пространством эффективного использования сведений о живом становится, например, бионика — ветвь кибернетики, занятая строением и поведением организмов с целью созидания приборов, аппаратов и машин.

…В свое время авиаконструкторы долго искали способ гасить возникающий при перегрузках флаттер — резкие колебания крыльев, оперения, других структур самолета при ошибочном выборе модели. С возрастанием грузоподъемности, скоростей вибрация стала настоящим бедствием, приносившим неисчислимые жертвы. Поиск противофлаттерного устройства затребовал многих средств. Наконец, когда его изобрели, обнаружилось, что оно уже создано и описано в литературе. Только как могли о том знать авиаторы, если его «придумала» природа, а сообщалось это в специальных работах биологов? Оказывается, изобретенный людьми противофлаттер почти точно воспроизводит очертания специальных утолщений на кончиках крыльев стрекозы. Знай про то конструкторы, не понадобилось бы тратить столько денег и сил.

Затем у стрекоз выявились другие летные качества, достойные подражания. К делу приступили сотрудники Колорадского университета, и вот что они обнаружили.

Стрекоза способна зависать в воздухе, а также передвигаться вбок, резко уходить назад, выполняя такие маневры на высоких скоростях. При том подъемная сила стрекозы в три раза выше, чем у обычного самолета. И создается эта сила благодаря движению воздуха в непосредственной близости от крыльев (как и у самолета).

Авиаконструкторы свой маневр тоже поймали, надеясь заложить столь завидные качества в проектные разработки, чтобы и самолеты умели исполнять такие же крутые развороты, быть менее «обидчивыми» на порывы ветра, бросающие машину в аварию, и т. д.

Самолетостроение еще не раз поворачивалось к живым аналогам и помимо стрекоз.

На первый взгляд исследования взлета комара — его способность прямо с места уходить в зенит — кажутся куда уж бесполезней! Где приложить эти искания, по какой графе практического назначения их провести? Энтузиаста, обследовавшего комара на момент «безразбегочного» взлета, мало сказать не понимали. Его высмеивали, ставили в «пример», обличали, притом (заметим особо) свои же люди — биологи.

Оправдание явилось совсем по другой статье. Конструкторов, помышлявших о машинах, которые умели бы при ограниченной полосе разбега (или вовсе без нее) взмывать ввысь, привлекла анатомия крыльев и ног комара, владеющего столь желанными преимуществами. Но почему именно он, комар, а не, скажем, птицы, другие насекомые? Во-первых, другие взлетают все же не вертикально, а хоть немного, но вбок, как бы разбегаясь. Во-вторых, комар проще, «нагляднее», его структуры обнажены для глаза исследователя и потому позволяют увидеть подъемный механизм перпендикулярного взлета. Наконец, в-третьих, удобство наблюдения: попробуйте так же близко, «за компанию» войти в контакт с птицами, мухой, оводом и тому подобными летающими существами.

Одним словом, комар обрел популярность и быстро вошел ударной темой в авиационные программы. И чтобы уж «покончить» с комарами, отметим еще одно.

Наверное, таит свой шанс (если не в самолетном деле, то на других направлениях) и такая примечательность комариного воинства. Оказывается, в его рядах есть один вид, особи которого способны производить до 2200 взмахов крылом в секунду. Фантастически заманчиво хотя бы издали приблизиться к подобным скоростям и выйти на технические решения.

Прочерчена линия касаний авиации с биологией еще по одному, очень важному, кричащему пункту, каким стоит вопрос о беззвучности полетов. Образец «бесшумной» жизни дает сова. Нельзя ли приучить к такому поведению воздушные лайнеры? Поначалу идея смотрелась безнадежной. Но в ученой среде всегда находятся «отверженные», готовые взять на себя самое безнадежное дело. Исследуя сову, они увидели, что передние края ее крыльев несут образования наподобие зубчиков. Построили модель авиационной турбины, оснастив ее лопастями с зазубринами. Оказалось, зубцы, разбивая воздушную струю на множество мелких, препятствуют появлению беспорядочных потоков, которые и приносят оглушающий шум.

Бионика хорошо показала себя при создании сверхчувствительных навигационных систем, приборов для ориентации, в разработке различных датчиков, локационных сооружений, да мало ли где? Она показала и еще многое покажет, только не надо смущать инициативу первопроходцев, забрасывая их обвинениями в бесплодности поиска.

Совсем недавно инженерная мысль билась над созданием планетохода. Испытали традиционное колесо — не работает, гусеничный ход — то же самое. Тогда спохватились: не предложит ли что живая природа? Обратили внимание на то, как ходят насекомые, взялись изучать устройство ног и утвердились, что решение проблемы здесь. Тогда повели розыск в кладовых человеческой памяти, отбирая все, что сказано про транспортные возможности насекомых. Сотрудникам Института земных машин (СССР) удалось отыскать книгу одного безвестного автора прошлого столетия, описавшего многие способы перемещения организмов и среди них — подходящий аналог трактора с шагающим колесом.

Одним словом, живая натура дает немало примерных конструкций для копирования. Нам есть что взять у природы в нашем победоносном нашествии на природу. Хорошо еще, как считает поэт, что мы пока лишь подмастерья у нее.

Очень плодотворными по шкале «вневедомственной» полезности оказались космические исследования.

Можно услышать, что увлечения космосом ложатся бременем на плечи общества, исчисляясь тоже космической мерой, что, мол, слишком щедра оплата прогресса. Наверно, доля правды тут есть, но есть и другое. Не станем касаться тех аспектов, которые эти работы несут для мировоззренческого понимания природы. Возьмем, как обещали, лишь те результаты выполнения космической программы, которые являются побочными продуктами ее неудержимой деятельности, ее, так сказать, «отходами».

Предпринимая неутомимые запуски, осуществляя высокие виражи, прослушивая биение внеземных пространств, человек узнает больше, видит дальше не только в космосе или в глубинах материи, но и во многих обычных состояниях, в знании о нашей Земле, ее ландшафтах, климате, полезных ископаемых.

Поднимая искусственные спутники, например, конечно, надеялись умножить приток научной информации. Оказалось, что он шире всех предсказаний и идет по самым неожиданным линиям, часто далеким от собственно космических тем. Так, с позиции, на которой зависают спутники, удалось точно измерить расстояния между континентами, очертить гравитационную фигуру Земли, увидеть вертикальные перемещения земных пластов и глубинные разломы, погребенные толщей верхних слоев, и многое другое.

Прорыв в космос вывел в жизнь новые неслыханные направления науки: спутниковая океанография, космическая биология и медицина, космическая агрономия, внеатмосферная астрономия и сравнительная планетология, космическая технология. И хотя все это называется «космическим», касается оно все же откровенно земных наших дел. Скажем, с точки спутникова парения хорошо просматриваются потаенные места полезных ископаемых и другие внутренние откровения отчего дома — Земли.

Сведения столь обильны, что в США создан специальный комитет, изучающий «отходы» космических исследований в целях использования этих побочных продуктов. Впрочем, решающие усилия брошены и на отладку военных программ, которые подмяли многое остальное.

Развитие космонавтики особо проявилось в совершенствовании средств связи, охватив все ее каналы: радио, телефон, телеграф, телевидение.

Неслыханные возможности несет космическая технология. Например, выращивание на орбитальных траекториях кристаллов, что называется, кристальной пробы, по надежности превосходящих «все, все земное». Или получение пеностали — материала, владеющего прочностью стали, но тяжестью близкого воде. В обстановке невесомости надеются также создать особо очищенные лечебные препараты, по которым истосковались люди, подняв тем самым медицину на не досягаемую прежде космическую ступень.

Таковы далеко не полные послужные списки побочных доходов, найденных на «отвалах» космической темы. Но ведь космический день едва разгорается, на внеземные проспекты вышли представители лишь первого поколения приборов, за которыми, конечно, потянутся более проникновенные внедрения в космос.

Уже начальные шаги многому учат. Деятельность, казалось бы, с избытком вознесшаяся над бурями земных нужд и потому не обещающая видимой пользы, неуклонно налаживает звенья практических сближений, принося золотоносные урожаи.

Ткань главы, речи, в ней произнесенные, вызывают другую заботу. Если то и дело обнажается, что изыскание, не имевшее утилитарного нюанса, становится со временем столь же практичным, значит, в качестве истоков творческого беспокойства рядом с ориентацией на производство и промышленность надо поставить желание знать просто так, знать, чтобы понять тайны природы, утолить интеллектуальный голод.

Сей мотив — ожидание нового — составляет решающий пункт человеческого поведения. Мы не стали бы людьми, не заложи в нас природа инстинкта любознательности, извечную страсть уяснить, «что это такое?».

Однажды Л. Ландау увлеченно рассказывал про новые идеи, над которыми он работал. Шла речь о вещах высокой абстрактности, уходившей далеко в структурную ткань материи. Его спросили, можно ли надеяться, что когда-нибудь, пусть через много-много лет, эти идеи получат практическое использование. Наверно, инженеры найдут тому прикладное применение, ответил ученый. «А я этого не знаю. Меня интересуют только законы природы».

Жажда истины, новых знаний должна определять линии поведения исследователя. Дело не исчерпывается тем лишь, что наука постоянно наращивает собственный познавательный потенциал, добывая знания безотносительно к тому, найдут ли они выход к запросам производства. Есть и другая сторона в этой деликатной теме.

Откровенно практическая заинтересованность в результатах, стремление ученого во что бы то ни стало выйти на практику могут обрасти худшей формой утилитаризма, обернуться погоней за славой, званиями, степенями, за материальным уютом. Исследователь — и это самое важное — не должен уступить давлению обстоятельств. Путеводителем в науке может быть лишь один идеал — искание истины, а уж практическая польза пусть приходит потом (если она вообще захочет прийти).

Сходные выводы рождаются и в наблюдениях художественного творчества. Писатели, особенно большие, напоминают, что стимулом к деятельности выступают не поиски земных благополучий, не жажда славы, известности, а потребность к самовыражению.

Драматург В. Розов, например, убежден, что творчество не должно направляться заранее заданными внешними целями, что оно свободно от всего, кроме собственного «я». И писать надо только потому, что это занятие тебе нравится. В свое время А. Барбюс заметил: «Искусство кончилось, когда за него стали платить». Также и А. Рыбаков подчеркивает: «Писатель может состояться только тогда, когда не думает, напечатают его или нет». И далее: «Если человек руководствуется желанием публиковаться, из него никогда не получится писатель». Должно быть просто желание писать, не оглядываясь на то, что из этого выйдет.

Но вернемся в науку.

Какие почести и социальные приоритеты сулило профессору из Томска А. П. Дульзону изучение языка крохотной народности кетов, затерявшейся в просторах томского Севера? Народность обитала только в Сибири и насчитывала, когда Андрей Петрович подступился к ней (50-е годы), всего около 700 человек. Едва ли он рассчитывал на вескую теоретическую и практическую отдачу. Просто увлекал интерес, а в этом случае вовсе не обязательно, чтобы тема слыла громкообещающей.

Примечательно и другое. Ученый уходил в страну кетов в пору летних отпусков, когда привычная наука устремляется на отдых, к теплу. Вместе с профессором к неуютному Северу шли его аспиранты, студенты, которых учитель заряжал не только жаждой познаний, но и бескорыстием: он снаряжал эти походы на свою профессорскую зарплату.

Наконец изучен грамматический строй, составлен словарь. И тогда объявились удивительные свойства кетского языка, его сходство с языком басков (проживающих в Испании) и индейцев Северной Америки. То есть была обнаружена близость языка у народов, разведенных большими пространствами размером в целый континент. Но установление языкового родства повлекло ряд предположений об особенностях исторического, геологического и иного далеко идущего прошлого. Была высказана, например, гипотеза о единстве экономической жизни этих трех народностей на ранней стадии развития и возможных путях их миграции по лику Земли.

Так, имевший поначалу узколокальное значение труд, который, казалось бы, мало чем полезен для широкой научной гласности, тем более для социальной практики, неожиданно обрел межгосударственный смысл и был оценен высокой научной мерой. А. Дульзону присуждена Ленинская премия.

Факт поучителен. Исследование очень скромного, неприметного явления жизни способно приносить первоклассный результат, если изучение ведется добросовестно, истово, при полной отдаче сил.

Внешне малополезное занятие выросло в дело государственной важности также и в руках молодого естествоиспытателя комсомольского возраста Ю. Баранчикова.

В начале 70-х наш герой окончил биологический факультет Уральского университета. Еще в студенчестве его увлечением стали бабочки — предмет явно не из тех, что составляют ныне большую науку. Ю. Баранчикова не понимали даже на кафедре зоологии, где занимались более острыми, по их представлениям, сюжетами, «исповедуя» жуков. Но молодой биолог остался верен теме. Углубляясь в нее, он знакомится с классическими трудами по энтомологии прошлых веков, изучает все, что ему удалось найти в библиотеках. А это около 150 томов. Одновременно наблюдает натуру, собирая живые факты, из которых у него громоздится богатейшая коллекция чешуекрылых (он начал составлять ее еще в школе).

Но все оставалось до поры лишь собственным достоянием увлеченного студента. Никому это было особенно не нужно, пока не пришло его время. А пришло оно хотя и с первого взгляда неожиданно, тем не менее закономерно.

Периодически на лесные массивы обрушивается страшная беда, настоящее испепеление растительности. Его вызывают два вредителя — шелкопряды: так называемый непарный и сибирский, доморощенный. Они сплошной тучей оседают на тайгу, не оставляя малейшей надежды на спасение, и только обглоданные скелеты деревьев напоминают о том, что здесь шумел лес.

Бороться можно, но следует хорошо знать этих насекомых, уметь предсказывать очередное нашествие, чтобы быть готовым к встрече. На многие вопросы и помогает ответить Ю. Баранчиков. Он изучил о шелкопрядах все: повадки, места обитания, особенности размножения и многое такое, о чем они и сами не ведают и что необходимо для охраны лесов. Молодого исследователя сразу же после защиты дипломного сочинения пригласили сотрудником Института леса и древесины Сибирского отделения академии.

Так провинциальные бабочки и ветхие фолианты вывели неутомимого студента в гущу захватывающих хозяйственных проблем. Напишем еще раз: заведомо, заранее не только трудно, а, по существу, даже вредно объявлять какие-то темы бесполезными, хотя в том имелась бы стопроцентная уверенность. Часто будущее безжалостно опрокидывает подобный скоротечный прогноз, распределяя все по иной норме. Ученый должен определить себя не по сиюминутным соображениям пользы, а исходя из желания постигнуть истину.

Практически любая тема, имеющая познавательный интерес, достойна внимания, сил и средств. Когда обсуждался, например, вопрос о строительстве ускорителя в Дубне (а стоило это дорого), И. Курчатов сказал: если есть надежда получить на этом ускорителе хотя бы одну новую элементарную частицу, его надо строить. Тем более не стоит экономить на разработках теоретического характера, свободных от изнуряющих денежных трат.

И еще специально для молодежи. Порой юные умы, жаждущие успеха в науках, подвержены максимализму: если уж браться за тему, то с полной уверенностью в удачу. Но ведь до срока никто такой гарантии не обещает! Не вернее ли поступать из убеждения, что ведущим должен стать поиск истины, какой бы она ни представлялась, большой или малой, значительной или не очень.