Карл Саган - Світ, повний демонів. Наука як свічка у пітьмі

Чому все так влаштовано? Невже ученим подобається критика? Звісно, ні, нікому не подобається, коли його критикують. Кожен науковець ревниво ставиться до своїх ідей і результатів. Та ж не скажеш критикам: «Стривайте, це гарна ідея, вона мені подобається, вам від неї жодної шкоди, дайте їй спокій». Якщо ідея хибна, учений мусить із нею розпрощатися, хоч би як це його засмутило. Не варто витрачати нервову енергію на те, що не працює, краще пошукати нові ідеї, які краще пояснюють емпіричні дані. Британський фізик Майкл Фарадей попереджав про сильну спокусу шукати підтвердження своїм бажанням і відкидати те, що їм суперечить…

Нам до вподоби те, що грає на нашу користь, і не подобається те, що суперечить нашим думкам, а тим часом здоровий глузд вимагає протилежного.

Чесна критика завжди йде на користь.

Деяким людям здається, що наука надто високої про себе думки, особливо коли вона береться спростовувати які-небудь давні вірування або висловлює «дивні» ідеї, що суперечать здоровому глузду. Наука, мов землетрус, руйнує фундамент, на якому тримається традиційна картина світу. Це може лякати, але я вважаю, що наука – річ смиренна. Учені не нав’язують природі своїх бажань та уявлень, а скромно ставлять їй питання і всерйоз сприймають відповіді. Ми знаємо, що найшанованіші науковці, бувало, помилялися. Розуміємо, що людина недосконала. Наполягаємо на незалежній і, по змозі, кількісній перевірці висновків. Ми постійно перевіряємо, ставимо під сумнів, шукаємо суперечності й найменші помилки, пропонуємо альтернативні пояснення, заохочуємо мислити нестандартно. Найбільша винагорода дістається тим, хто переконливо спростовує усталені погляди.

Ось один із багатьох прикладів. Закони руху й закон всесвітнього тяжіння, сформульовані Ісааком Ньютоном, справедливо записують до найвищих досягнень людства. І через триста років ми розраховуємо затемнення за допомогою ньютонівської динаміки. Ми запускаємо із Землі космічний апарат, він летить багато років, долає мільярди кілометрів і досягає заданої орбіти з дивовижною точністю. Ньютон знав, що каже (ми внесли тільки дрібні поправки, запропоновані Ейнштейном).

Та науковці не зупиняються на досягнутому, «цілком добра» теорія їх не влаштовує. Вони постійно шукали шпаринки у ньютонівській «броні». За високих швидкостей і сильної гравітації закони Ньютона перестають діяти. Це показав Альберт Ейнштейн у спеціальній (СТВ) і загальній (ЗТВ) теоріях відносності, тим здобувши собі місце у пантеоні науки. Ньютонівська фізика справедлива тільки в певному діапазоні умов, куди входять і умови нашого повсякдення. Однак за певних умов, дуже незвичних для людей (адже ми не пересуваємося зі швидкістю світла), ньютонівська фізика не дає правильних відповідей і не узгоджується зі спостереженнями природи. СТВ і ЗТВ дають ті самі передбачення, що й ньютонівська фізика у «звичайному» діапазоні умов, але за інших умов (високі швидкості, сильна гравітація) їхні передбачення зовсім інші (і вони чудово узгоджуються зі спостереженнями). А отже, ньютонівська фізика – це наближення до істини, справедливе у звичних для нас умовах і хибне за інших обставин. Закони Ньютона – дивовижне досягення людського розуму, але вони мають свої обмеження. [10] Слово «теорія» у повсякденному житті й у науці має різні смислові обертони. У побутовому лексиконі теорія – це щось «відмінне від практики», «не доведене», синонім гіпотези. Теорія в науці – система найбільш достовірних уявлень про світ, яка виростає з гіпотез, перевірена експериментально й дає надійні передбачення; тобто наукова гіпотеза – не синонім наукової теорії. Простих людей збиває з пантелику слово «закон»: у Ньютона закон (щось твердо установлене), а у Дарвіна – теорія (читай – щось не доведене). Тим часом закони Ньютона – це окремий випадок квантово-механічної теорії, а теорію Дарвіна (вона лежить в основі синтетичної теорії еволюції) підтверджують численні докази, від палеонтологічних до молекулярно-генетичних.

Крім того, науковці усвідомлюють, що людині властиво помилятися, що ми йдемо до істини по дотичній лінії, а не по прямій, і шукають умови, за яких може виявитися хибною вже загальна теорія відносності. Наприклад, ЗТВ передбачає існування такого дивовижного явища як гравітаційні хвилі, але науковці їх поки що не спостерігали. Якщо з’ясується, що гравітаційних хвиль не існує, то ЗТВ розсиплеться. [11] Гравітаційні хвилі були зафіксовані 14 вересня 2015 року в лазерно-інтерферометричній гравітаційно-хвильовій лабораторії LIGO у Сполучених Штатах, рівно через сто років після передбачення Ейнштейна. За це фундаментальне відкриття американські фізики Райнер Вайс, Барі Баріш і Кіп Торн отримали Нобелівську премію 2017 року. Загальна теорія відносності вистояла. Пульсари – це нейтронні зорі, які швидко обертаються, частоту їхнього мигтіння сучасна наука може виміряти з точністю до 15 знаків після коми. Два дуже щільні пульсари, які обертаються один довкола одного, мають активно випромінювати гравітаційні хвилі, а це поволі впливатиме на їхні орбіти й період обертання. Джозеф Тейлор і Рассел Галс із Принстонського університету скористалися цим, щоб перевірити передбачення загальної теорії відносності у принципово новий спосіб. Вони припускали, що отримані результати суперечитимуть ЗТВ і опорна стіна сучасної фізики впаде. Вся наукова спільнота заохочувала їх випробувати теорію Ейнштейна на міцність. Спостереження за подвійними пульсарами точно підтвердили припущення ЗТВ, а Тейлор і Галс спільно отримали Нобелівську премію 1993 року. ЗТВ різними способами перевіряють багато інших фізиків, наприклад, намагаються зафіксувати невловимі гравітаційні хвилі. Ця велика теорія дуже багато нам пояснила, але вчені все одно випробовують її на міцність і з’ясовують, чи існують у природі умови, за яких вона перестає діяти.