Наука дает нам достоверные знания о мире.

Справедливость научных знаний подтверждается практической деятельностью человечества.

В процессе развития науки достигается все более точное знание, все более точное приближение к выяснению реальных, свойств окружающего мира.

Оглянемся вокруг. И присмотримся к тем предметам, которые нас окружают и которые определяют характер жизни современного человечества. Автомобили, самолеты, машины, станки, холодильника, телевизоры и другие электрические и электронные приборы, синтетические материалы…

И задумаемся над вопросом, который в силу привычки ко всем этим полезным вещам обычно не приходит нам в голову: откуда и как они появились?

Попробуем проследить предысторию любой вещи до самых ее истоков. И мы придем к неожиданному выводу, что все те предметы, о которых идет речь, а любые другие в конечном счете созданы из земли, воды и воздуха.

В самом деле, когда человек начинал на нашей планете свою удивительную созидательную деятельность, в его распоряжении не было ничего, кроме земли, воды и воздуха и тех живых организмов, к которым привело саморазвитие животного и растительного мира. Многие столетия потребовались для того, чтобы из этих исходных продуктов создать то великое многообразие предметов, которое составляет материальный фундамент современной цивилизации. И в основе этого созидательного процесса лежал процесс познания человеком окружающего мира и его закономерностей.

«Природа не строит ни машин, ни локомотивов, ни железных дорог, ни электрического телеграфа, ни сельфакторов, и т. д., - писал К. Маркс. Все это — продукты человеческого труда, природный материал, превращенный в органы человеческой воли, властвующей над природой, или человеческой деятельности в природе. Все это — созданные человеческой рукой органы человеческого мозга, овеществленная сила знания» [Маркс К. Критика политической экономии, — Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 46, ч. II, с. 215.].

XX век — век наиболее бурного прогресса науки и техники. Это объясняется прежде всего тем обстоятельством, что текущее столетие стало эпохой величайших социальных преобразований в жизни человеческого общества. Превращение капитализма в монополистический империализм, победа Великой Октябрьской социалистической революции и установление социалистических отношений на одной шестой части нашей планеты, победа прогрессивных сил человечества, возглавляемых Советским Союзом, над фашизмом в годы второй мировой войны, возникновение содружества социалистических стран, развитие национально-освободительного движения, рост рабочего и коммунистического движения — все это повлекло за собой быстрое развитие социального и научно-технического прогресса.

И поэтому не случайно, что именно наше время отмечено наиболее впечатляющими успехами науки в области познания окружающего мира, небывалым развитием таких ее областей, как физика, химия, астрономия, биология, теоретическая физика и физика элементарных частиц, открытием принципиально новых явлений во Вселенной. С невиданным размахом отвлеченные знания, добытые в научных лабораториях, абстрактные формулы находят практические выражения, превращаются в реальные технические и технологические свершения такого масштаба, как космические ракеты и спутники, межпланетные станции, атомные электростанции, быстродействующие электронно-вычислительные машины.

Ускоряется процесс внедрения научных открытий в производство. Все большее значение приобретают фундаментальные научные исследования, изучение наиболее глубоких, всеобъемлющих закономерностей реального мира. Возрастает сила воздействия науки на все окружающее, на судьбы человечества.

В последние годы в самых различных областях науки происходят глубокие революционные изменения, революционные преобразования совершаются и в технике. Эти изменения и преобразования тесно связаны между собой, сливаясь, по существу, в единый процесс — научно-техническую революцию.

Наука, как это в свое время предсказывал К. Маркс, сама становится непосредственной производительной силой.

Достаточно напомнить хотя бы о тех радикальных, далеко идущих преобразованиях, которые внесли в наш быт за последние десятилетия электричество, атомная энергия, радио, телевидение, авиационный транспорт… Научное открытие часто способно облегчить работу целых предприятий или даже отраслей промышленности.

Но дело не только в этом. Если в прошлом наука в значительной мере развивалась стихийно, то на современном этапе она превращается в управляемый элемент, сознательно направляемый обществом на достижение определенных целей, решение тех или иных насущных задач.

Особенно благоприятные возможности для целенаправленного управления наукой открывает плановая социалистическая система, позволяющая сосредоточить необходимые силы и средства на главных, наиболее актуальных направлениях развития науки. Впечатляющими примерами подобной целенаправленно организованной научной деятельности, принесшей блестящие результаты, могут служить осуществленные в нашей стране работы в области овладения атомной энергией (в том числе для мирных целей) и в области освоения космоса.

Таким образом, прогресс науки в наше время сделался одним из главных факторов, определяющих судьбы человечества.

Наука же неотделима от знания.

Высшая задача науки, отмечал выдающийся немецкий философ-материалист Людвиг Фейербах (1804–1872), — познать вещи такими, каковы они есть.

Примерно те же мысли о сущности науки высказывал и создатель теории относительности Альберт Эйнштейн (1879–1955).

То, что мы называем наукой, говорил он, имеет своей исключительной задачей твердо установить, что есть.

Таким образом, ученые исследуют реальный мир, стремясь выяснить его подлинные свойства и подлинные закономерности, т. е. добыть подлинное знание о нем.

Однако естественные науки изучают не всю реальность, не всю материю, а лишь определенный ее «срез», лишь некоторые определенные стороны материальной действительности, вычлененные из неисчерпаемой реальности посредством активной практической и познавательной деятельности человека.

Это хорошо понимал А. Эйнштейн. «При анализе физической теории, отмечал он, — необходимо учитывать различие между объективной реальностью, которая не зависит ни от какой теории, и теми физическими понятиями, с которыми оперирует теория».

В процессе изучения реальной действительности совершается построение научной картины мира. Картина мира, если ее понимать в самом широком смысле, — это отображение человеком окружающей природы, это итог всего многовекового пути научного познания, обобщенное, интегральное отображение человеком окружающей природы, в основе которого лежат современные для данной эпохи представления физики, астрономии, биологии, химии, геофизики и других фундаментальных наук.

Таким образом, научная картина мира — это нечто значительно более широкое, чем та или иная конкретная научная теория или даже совокупность научных теорий. Это общее представление о мире в целом.

Но это не просто какая-то часть, какой-то «кусок» окружающего нас мира со всеми его бесчисленными связями, а лишь некоторая доля причинных взаимосвязей и взаимодействий, выделенных человечеством в процессе его практической деятельности и определенных характером возникающих перед ним задач.

Эта выделенная часть связей и отношений объективной действительности реально существует независимо от человека, но выбор связей и отношении, которые и составляют «окружающий нас материальный мир», зависит от человечества.

Термин «картина мира» нередко встречается в работах классиков естествознания: Эйнштейна, Бора, Планка, Берна, Дирака и других. Этот термин прочно вошел в язык современной науки. Говорят об изменении и развитии научной картины мира, ее соответствии объективной реальности и так далее и тому подобное.

Если тщательно проанализировать работы корифеев современного естествознания, то можно убедиться, что, несмотря на все различия и выделение самых различных аспектов картины мира, все они включают в понятие «картины мира» нечто общее.

В картину мира должны быть включены основные структурные уровни развития материи, научные представления о строении мира, о законах природы.

Картина мира является фундаментом для философского осмысления основных понятий научных теорий, она играет чрезвычайно важную роль в обобщении результатов конкретных наук, связывая между собой эти науки и философский уровень познания.

А поскольку картина мира включает в себя и фундаментальные гипотезы, заполняющие пробелы в существующем знании, она играет также важную эвристическую роль, т. е. помогает осуществлению новых научных открытии.

Картина мира является основой мировоззрения — вне картины мира человек нс может осознать свое место в мироздании. Этому процессу способствует то существенное обстоятельство, что различные научные представления.

составляющие картину мира, включаются в нее не в той форме и не на том языке, как в естественных науках, а в более приближенном к массовому пониманию, в форме, способствующей включению научных знании в массовое сознание. Иными словами, картина мира включает в себя массовые коммуникации — они служат преодолению разрыва между сознанием ученого и массовым созданном.

Таким образом, картина мира является важнейшим промежуточным звеном в осуществлении процесса включения науки в массовое сознание.

Из всего сказанного вытекает, что научная картина мира определяется, с одной стороны, его реальными свойствами, а с другой — социально обусловленной активной познавательной и преобразующей деятельностью человечества, которое выбирает из бесчисленного множества связей и отношений объективной действительности те, которые существенны для него в данный момент.

Поэтому в принципе нельзя ставить вопрос о том, как выглядят Вселенная, материальный мир, а также другие объекты научного познания «сами по себе», вне построенной человечеством системы знаний.

В этой связи напомним еще раз приведенное в предыдущей главе замечание К. Маркса о том, что вопрос о действительности вне человеческой деятельности являемся чисто схоластическим вопросом.

Одна из самых существенных, характерных особенностей науки состоит в том, что она опирается на изучение и анализ реальных фактов, т. е. тех или иных явлений, происходящих в окружающем нас мире.

«Чисто логическое мышление, — писал А. Эйнштейн, — само по себе не может дать никаких знаний о мире фактов; все познание реального мира исходит из опыта и завершается им».

Факты, зарегистрированные в самой природе или в специально осуществленных исследованиях, служат материалом научного познания.

О том, что научные факты действительно отражают реальные явления, говорят те способы, с помощью которых они добываются.

Наиболее простой способ регистрации фактов — наблюдение природы. Непосредственно или, как это чаще всего бывает в современной пауке, с помощью специальных устройств (электронных микроскопов, телескопов, радиотелескопов и других приборов) исследователь наблюдает ход тех или иных процессов и фиксирует интересующие его события.

Наблюдения — нс столь пассивный способ изучении природы, как может показаться на первый взгляд. Как подчеркивает известный советский ученый академии В. А. Амбарцумян, и наблюдатель в большинстве случаев располагает возможностью активно выбирать объекты наблюдения в соответствии со своими исследовательскими задачами.

В частности, он может сознательно использовать такие естественные сочетания природных процессов, которые позволяют осуществить наблюдения изучаемого явления.

Яркий пример — проверка одного из основных выводов общей теории относительности Эйнштейна об искривлении световых лучей под действием сил тяготения. Для этой цели используется момент подпой фазы солнечного затмения, когда появляется уникальная возможность одновременно сфотографировать перекрытый Луной солнечный диск и звезды, расположенные в этот момент вблизи его края. Затем полученные фотографии сравниваются с обычными снимками звездного неба. И если расположение одних и тех же звезд на этих фотографиях не совпадает, то по их смещению можно оценить степень искривления световых лучей при прохождении в непосредственной близости от Солнца.

Но как бы там ни было, наблюдатель все же во многом зависит от естественного хода интересующих его природных процессов. Скажем, наиболее удобное время для наблюдения планеты Марс приходится на те несколько месяцев (один раз в два года), когда Земля и Марс располагаются по одну сторону от Солнца. Во все остальное время Марс теряется в ярких лучах Солнца и почти недоступен телескопическим наблюдениям.

В не менее сложном положении оказываются ученые при наблюдении солнечной короны — самой внешней оболочки нашего дневного светила. С наземных обсерваторий в обычных условиях корона не видна: ее слабое сияние теряется в рассеянном свете земного неба. Корону можно наблюдать либо с помощью особых внезатменных коронографов высоко в горах, либо во время полных солнечных затмений, когда диск Луны перекрывает яркую фотосферу.

Но, во-первых, полные солнечные затмения происходят довольно редко, а во-вторых, их полная фаза, во время которой только и можно наблюдать солнечную корону, длится всего несколько минут.

Значительно более активным и эффективным способом изучения природы является эксперимент.

Экспериментатор по своему желанию тем или иным путем изменяет состояние интересующего его объекта (нагревает его, воздействует электрическим или магнитным полем, подвергает действию химических веществ и т. д.) и наблюдает последствия этих изменений.

Другими словами, исследователь, осуществляя тот или иной эксперимент, сознательно создает такие условия или такое сочетание событий или так направляет течение природных процессов, что интересующее его явление приоткрывается с определенной стороны.

«Эксперимент, — писал один из основоположников современной физики Луи де Бройль, — неотъемлемая основа любого прогресса этих (естественных. — В. К.) наук, эксперимент, из которого мы исходим и к которому мы всегда возвращаемся, — лишь он один может служить нам источником знаний о реальных фактах…»

В отличие от наблюдения эксперимент при наличии соответствующих условий (теоретические предпосылки, аппаратура и т. п.) может быть, в принципе, произведен в любое время и повторен любое число раз. Кроме того, в зависимости от полученных результатов в ход эксперимента можно вносить необходимые изменения и поправки и получать новые результаты.

Таким образом, эксперимент — это наиболее активный способ познания реального мира.

В эксперименте ученый вызывает то или иное явление из его условий и может повторить эту операцию многократно.

Воспроизводимость того или иного эксперимента, как, впрочем, и наблюдения, есть одно из необходимых, обязательных требований, предъявляемых к любому научному исследованию. Эксперимент или наблюдение, которые невозможно повторить и тем самым невозможно проверить, фактически лежат за пределами науки.

Таким образом, процесс научного исследования основывается на фактах, добываемых в результате изучения реального мира. Однако, для того чтобы удостовериться в том, что научные знания в самом деле отражают объективную действительность, необходимо отчетливо представлять себе и те трудности, с которыми сталкивается ученый в ходе наблюдательных или экспериментальных исследований, а также природу тех ошибок, которые иногда вкрадываются в полученные данные.

Прежде всего необходимо заметить, что, хотя результаты научных наблюдений и экспериментов отражают свойства реальных явлений, это отнюдь не означает, что такие результаты представляют собой безупречную зеркальную копию тех или иных природных процессов.

Дело прежде всего в том, что показание того или иного измерительного прибора — отклонение стрелки или почернение фотопластинки — само по себе еще не является научным фактом. Чтобы показание прибора стало фактом, оно должно быть соответствующим образом истолковано, интерпретировано. А такая интерпретация может быть осуществлена лишь в рамках определенной научной теории.

«…Эксперимент никогда не имеет характера простого факта, который можно только констатировать, — подчеркивал Луи де Бройль. — В изложении этого результата всегда содержится некоторая доля истолкования, следовательно, к факту всегда примешаны теоретические представления».

И если в какой-либо области науки имеются в данный момент конкурирующие теоретические концепции, то одни и те же наблюдательные или экспериментальные данные могут получить с точки зрения этих концепций совершенно различные истолкования.

Например, на протяжении длительного времени одни и те же детали, видимые на телескопических фотографических изображениях кольцевых лунных гор-кратеров, интерпретировались сторонниками гипотезы вулканического формирования лунного рельефа как вулканические образования, а сторонниками метеоритной гипотезы как метеоритные воронки.

Источником всякого рода ошибок может служить несовершенство применяемой аппаратуры, различные помехи и посторонние эффекты, которые не всегда сразу удается должным образом учесть, а также попытки истолковать показания приборов на пределе их чувствительности.

Классический пример — знаменитая история с «каналами» на Марсе. В конце прошлого столетия итальянский астроном Скиапарелли обнаружил на поверхности красноватой планеты загадочную сетку темных линий, пересекавших ее в различных направлениях. Их приняли тогда за гидротехнические сооружения разумных обитателей нашего космического соседа. Впоследствии загадочные линии обнаруживались и на фотографиях Марса, сделанных с помощью достаточно крупных современных телескопов.

Однако в дальнейшем, благодаря применению космической техники, позволившей сфотографировать поверхность Марса с близкого расстояния, выяснилось, что таинственные каналы всего лишь оптическая иллюзия. Благодаря огромному расстоянию при наблюдениях с Земли обособленные мелкие образования на марсианской поверхности сливались в сплошные темные линии.

В иных случаях ложные выводы возникают вследствие пел ранил ьио поставленных экспериментов. Одно из обязательных условий надежности научных заключений — чистота опыта. Любой научный эксперимент должен осуществляться таким образом, чтобы было надежно гарантировано отсутствие каких-либо посторонних, внешних влияний на его результат. Иначе неизбежны ошибки.

Так, нашумевшая в свое время «теория» О. Лепешинской о том, что клетки животных, растений и микроорганизмов будто бы могут формироваться из некой «внеклеточной субстанции», возникла на основе нечисто поставленных опытов, во время которых руки экспериментатора были загрязнены простейшими организмами.

Несколько лет назад появилось сенсационное сообщение о том, что в метеоритах обнаружены микроорганизмы.

Однако и это сообщение было результатом элементарной ошибки. В процессе исследования не были приняты достаточно надежные меры против внешнего «загрязнения» изучаемых материалов.

С другой стороны, современный научный эксперимент (например, исследования в области физики микропроцессов) в ряде случаев отличается необыкновенной сложностью. И далеко не всегда удается в достаточной степени учесть все привходящие обстоятельства, способные влиять на полученные результаты.

Так, за последние годы в научной печати не раз появлялись сообщения о том, что в той или иной физической лаборатории наконец обнаружены кварки гипотетические фундаментальные частицы вещества. Однако повторные исследования этого не подтверждали. Не менее показательна история с поиском так называемых гравитационных волн, или волн тяготения.

Из общей теории относительности Эйнштейна вытекает, что в пространстве должны распространяться волны тяготения, возникающие в результате некоторых космических процессов, например вращения двойных звезд. Эти волны напоминают хорошо нам знакомьте электромагнитные волны, но их энергия чрезвычайно мала, и поэтому их весьма трудно зарегистрировать.

Тем не менее несколько лет назад американский физик Дж. Вебер построил необыкновенно чувствительную аппаратуру для обнаружения гравитационных волн. Приборы были установлены и вскоре несколько раз зарегистрировали ожидаемый эффект. На этом основании Вебер пришел к заключению, что волны тяготения обнаружены.

Однако, когда другие исследователи в разных странах попытались повторить эксперименты Вебера, полученные им результаты не подтвердились. В конце концов тщательный анализ привел ученых к заключению, что аппаратура Вебера на самом деле зарегистрировала не гравитационные волны, а какие-то совсем иные эффекты.

Вот почему современные физики не спешат делать далеко идущие выводы до тех пор, пока результат того или иного эксперимента не будет многократно проверен и надежно подтвержден.

Нельзя не учитывать и того обстоятельства, что ученые — люди со своей индивидуальной психологией, со своими воззрениями, убеждениями, планами и надеждами. И потому может случиться так, что даже самый черствый и объективный экспериментатор может принять желаемое за действительное и прийти таким образом к ошибочному результату. Уже не говоря о лжеученых, которые сознательно «передергивают» или специально подтасовывают результаты наблюдений (к сожалению, бывают и такие случаи), стремясь подобным способом обосновать свои «идеи».

Разумеется, ученые принимают все меры к тому, чтобы избежать в процессе экспериментов и наблюдений нежелательных неточностей и ошибок. Но поскольку подобные ошибки являются следствием все усложняющегося процесса научного исследования, с возможностью их возникновения нельзя не считаться.

Значит ли это, однако, что результатам научных наблюдений и экспериментальных исследований вообще нельзя доверять? Подобное заключение было бы совершенно неправомерным.

В процессе длительного изучения природы наука выработала вполне надежную методику постановки экспериментов и наблюдений, достаточно хорошо гарантирующую исследователя от грубых ошибок.

Не могут служить свидетельством недостоверности научных данных о мире и те острые споры, которые нередко возникают в науке вокруг истолкования результатов тех или иных наблюдений и экспериментов. Подобные споры вполне естественны и нормальны для развития естествознания. Они являются необходимой составной частью процесса научного познания, одним из его необходимых этапов. По мере совершенствования экспериментальной а наблюдательной техники и накопления все большего количества опытных данных и теоретических знаний появляется возможность не только все более надежной оценки, соответствия добываемых в ходе научного исследования фактов реальной действительности, но и все более точного их истолкования, все более глубокого проникновения в сущность явлений.

Таким образом, наука представляет собой систему, развитие которой обеспечивает отбор все более достоверных данных о явлениях природы.

Процесс познания только начинается с обнаружения тех или иных фактов. Факты нуждаются в теоретическом осмыслении.

«Что касается теории, — писал Луи де Бройль, — то ее задача состоит в классификации и синтезе полученных результатов, расположении их в разумную систему, которая не только позволяет истолковывать известное, но также, по мере возможности, предвидеть еще и неизвестное».

Задача научной теории состоит в том, чтобы объяснить с единой точки зрения известные факты, относящиеся к некоторой области явлений, определить пути дальнейшего научного поиска, а также предсказать новые факты, еще неизвестные.

Но, как мы уже видели, связь между фактами и их теоретическими объяснениями отнюдь не является односторонней. Теория строится на фактах, но, с другой стороны, сами факты нуждаются в осмыслении с точки зрения тех или иных теоретических представлений. Это одно из проявлений диалектического характера процесса научного познания природы.

Любая теория представляет собой определенную идеализацию, ибо ни один объект невозможно изучить во всех его бесконечных связях и взаимодействиях, внутренних и внешних.

«Например, изучая атом как устойчивое и обособленное материальное образование, — пишет известный советский философ А. С. Кармин, — мы устанавливаем конечность всех его характеристик — массы, энергии, размеров и т. д. Но в том же атоме при „изучении его взаимодействия с другими атомами, при изучении взаимосвязи и движения элементарных частиц, образующих его, мы натолкнемся на бесчисленное множество разнообразных отношений, связей, зависимостей, которые свидетельствуют, что атом по своей природе неисчерпаем, бесконечен“.

Таким образом, любой конечный объект, с одной стороны, является частью бесконечного, существующего вне его, а с другой — содержит бесконечное в самом себе, можно сказать, как бы „наполнен бесконечным“.

Поэтому, создавая любую теорию, ученый, как говорят философы, „оконечивает мир“, рассматривает только некоторые определенные связи и отношения, временно отвлекаясь от всех остальных.

В качестве характерного примера можно привести хорошо всем известный первый закон динамики, открытый и сформулированный Галилеем и Ньютоном. Он известен также под названием закона инерции. Согласно этому закону любое — тело должно сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела.

Нетрудно, однако, видеть, что это явная идеализация, так как ни при каких реальных условиях невозможно изолировать любое тело от действия на него других тел (и, следовательно, каких-то сил), хотя бы различных космических объектов (и, следовательно, сил тяготения).

Таким образом, любая научная теория всегда неизбежно ограничивает себя изучением лишь некоторых связей и отношений. В процессе дальнейшего исследования в рассмотрение вовлекаются все новые отношения. Осуществляется процесс последовательных приближений — движение к абсолютной истине через ряд истин относительных.

„Каждая ступень в развитии пауки, — отмечал В.И.Ленин, — прибавляет новые зерна в эту сумму абсолютной истины, но пределы истины каждого научного положения относительны, будучи то раздвигаемы, то суживаемы дальнейшим ростом знания“ [Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм. Полн. собр. соч., т. 18. с. 137].

Как и накопление различных научных фактов о явлениях природы, их теоретическое осмысление также встречается с определенными трудностями. Пожалуй, главная из них — недостаточное количество исходных данных, исходного фактического материала.

Правда, иногда складывается противоположная картина: фактов накапливается слишком много, и никак но удается уложить их в стройную теоретическую схему. Но противоречия с тем, что было сказано выше, здесь нет. Чаще всего подобная ситуация возникает в тех случаях, когда основные фундаментальные факты в данной области явлений, т. е. такие факты, от которых непосредственно зависит построение теории, еще не открыты.

Однако попытки обнаружить подобные факты нередко наталкиваются на весьма серьезные затруднения. В качестве характерного примера можно привести проблему изучения внутреннего строения Солнца и звезд, которая является одной из центральных в современной астрофизике.

Как известно, все основные сведения о физических процессах в космосе мы получаем благодаря исследованию различных космических излучений электромагнитных и корпускулярных. Свойства этих излучений зависят от свойств их источников, тех физических явлений, которые их породили. Таким образом, сама природа как бы вкладывает в излучения определенную информацию о свойствах тех или иных космических объектов.

Но когда возникает проблема изучения внутреннего строения Солнца и звезд, астрофизики сталкиваются с тем, что все те излучения, которые изучаются для получения различных сведений об этих объектах, рождаются в их поверхностных слоях. Таким образом, непосредственно из звездных недр никакая информация к нам не поступает.

Возникает научная ситуация, которую кибернетики называют „ситуацией черного ящика“. Необходимо построить теоретическую модель некоего объекта, о внутреннем устройстве которого ничего не известно. Известно только, какие у этого объекта „входы“, т, е. что поступает в него извне, и какие „выходы“, т. е. что выходит из него наружу. Задача состоит в том, чтобы по соотношению входных и выходных сигналов составить представление о строении изучаемого объекта и его функционировании.

Как и в других случаях, для этого в принципе есть два пути: путь наблюдений (наблюдать входные сигналы и сравнивать их с выходными) и более эффективный путь экспериментов (самим подавать на вход различные сигналы и смотреть, что при этом получается на выходе).

Однако на практике возможность осуществления соответствующих экспериментов имеется далеко не всегда.

Упомянутый нами случай с изучением Солнца и звезд тому пример. Солнце и звезды- это „черные ящики“, к тому же без входа. Иными словами, мы не знаем таких внешних воздействий, которые могли бы оказывать заметное влияние на их физическое состояние. На данном уровне развития науки невозможен, разумеется, и соответствующий эксперимент.

Поэтому при построении теоретической модели внутреннего строения Солнца астрономы вынуждены опираться только на те данные, которые получены в результате изучения выхода этого „черного ящика“, т. е. тех поверхностных явлений, которые мы в состоянии наблюдать.

Нетрудно понять, что отсутствие прямых данных относительно внутреннего состояния нашего дневного светила не может не затруднять построение соответствующей теории и вносит в нее значительную долю неопределенности.

Точно так же и в других случаях при недостатке тех или иных фактических данных теоретикам приходится вводить в свои построения различные дополнительные предположения и допущения, что, естественно, не может не сказаться на степени их достоверности.

Кроме того, случается, что один и тот же „набор“ фактов достаточно хорошо укладывается в рамки различных, а иногда и прямо противоположных теоретических моделей. Очевидно, какие-то из них должны оказаться неверными.

Однако в процессе развития пауки в результате накопления новых фактов и совершенствования самой теории происходит постепенное уточнение теоретических представлений. Неправильные предположения, противоречащие новым фактическим данным, отбрасываются, уменьшается число вводимых в теорию всякого рода допущений, появляется возможность обоснованного выбора между конкурирующими теоретическими моделями.

Таким образом, и в области построения научной теории действует „механизм“, обеспечивающий все более точное приближение теоретических представлений к реальной действительности, все большую их достоверность.

И первостепенную роль в этом „механизме“ играет накопление новых фактов.

„Изучайте, сопоставляйте, накопляйте факты, — призывал великий физиолог Иван Петрович Павлов (1849–1936). — Как ни совершенно крыло птицы, оно никогда на могло бы поднять ее ввысь, не опираясь на воздух. Факты — это воздух ученого. Без них вы никогда не сможете взлететь. Без них ваши „теории“ — пустые потуги“.

С другой стороны, научная теория развивается не только благодаря открытию новых фактов. Научная теория обладает способностью саморазвития, своей внутренней логикой, которая позволяет исходя из уже известных теоретических положений выводить те или иные следствия, вновь ведущие в конечном счете к фактам, допускающим наблюдательную или экспериментальную проверку»

Тем самым научные теории, научная картина мира не только вбирают в себя новые факты, но и активно формируют сам предмет научного исследования, выделяя из окружающей действительности те явления, которые подлежат первоочередному исследованию.

Таким образом, между наблюдением фактов и их теоретическими обобщениями существует диалектическая взаимосвязь. С одной стороны, любые факты могут быть осмыслены и истолкованы лишь в рамках определенной картины мира, уже существующих теоретических представлений, с другой — научная картина мира направляет опытное, или, как — принято говорить, эмпирическое, познание действительности.

Каким же образом эти новые факты добываются? Возможность их обнаружения тесно связана с разработкой новых методов научного исследования, с созданием более совершенной научной аппаратуры.

Так, на протяжении длительного времени астрономия была «оптической наукой», занимавшейся изучением светового излучения космических объектов, способного проникать сквозь воздушную оболочку Земли. И хотя в атмосфере нашей планеты, помимо «оптического окна», есть еще и «радиоокно», вплоть до конца первой половины XX столетия космические радиоволны не изучались. Это объясняется тем, что энергия космического радиоизлучения ничтожно мала и приемные устройства, достаточно чувствительные для их регистрации, появились только после окончания второй мировой войны.

Радиоастрономия сразу намного расширила возможностей изучения космических процессов и за сравнительно короткое время принесла множество уникальных сведений о Вселенной.

Дело в том, что, во-первых, радиоволны хорошо проходят сквозь межзвездную среду и поэтому несут информацию о таких объектах, от которых световые лучи добраться к нам не могут. А во-вторых, источниками радиоизлучения во многих случаях являются космические объекты, на которых происходят бурные физические процессы. Но именно такие объекты, находящиеся на поворотных этапах своего развития, представляют особый интерес для пауки о Вселенной.

Однако сегодня той информации о космических явлениях, которую удается получать оптическими и радионаблюдениями с наземных обсерваторий, тоже уже недостаточно. Современной науке необходимы сведения, которые несут о космических процессах и другие электромагнитные излучения-инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Но эти излучения можно последовать, только поднявшись на большую высоту, за приделы плотных слоев земной атмосферы. Такая возможность возникла с появлением космических аппаратов.

Благодаря космической технике астрономия на наших глазах превратилась во всеволновую науку. Особенно интересные астрофизические исследования были проведены на советских пилотируемых станциях «Салют», а также на советских и американских искусственных спутниках Земли. В частности, весьма ценные сведения были получены в рентгеновском диапазоне электромагнитных волн.

Они значительно расширили наши знания о космических объектах, о физических процессах во Вселенной.

Применение космических аппаратов открыло также возможность непосредственно доставлять научно-исследовательскую аппаратуру и приборы в интересующие ученых районы космоса. Благодаря этому были получены новые, очень важные данные об околоземном космическом пространстве, межпланетной среде, а также о Луне и ближайших планетах Солнечной системы. Особенно интересными оказались сведения, добытые советскими и американскими автоматическими космическими станциями, о Венере, Марсе и Меркурии.

При этом, однако, чрезвычайно важно подчеркнуть, что применение космических методов исследования различных объектов Вселенной, в частности Луны и планет Солнечной системы, ни в какой мере не зачеркнуло та знания, которые были добыты многолетними астрономическими исследованиями. Основные астрономические представления блестяще подтвердились.

В то же время новые методы исследования оказались в ряде случаев более эффективными, в особенности для выяснения различных деталей изучаемых процессов, наблюдения таких явлений, которые невозможно изучать наземными средствами.

Будущее науки о Вселенной представляется как тесное взаимодействие астрономических методов исследования и разного рода наблюдений, осуществляемых с помощью космической техники.

Применение космической техники в будущем позволит решить ряд чрезвычайно важных задач современной астрономии. В качестве примера можно привести задачу определения расстояний до далеких галактик.

Для этой цели в настоящее время существуют разные способы, но все они сложны и носят многоступенчатый характер. Последовательно определяются расстояния до ближайших звезд, звездных скоплений, затем до ближайших галактик и так далее. На каждом из этих шагов возможны ошибки, которые постепенно множатся и вносят в окончательный результат значительную неопределенность.

В принципе, однако, имеется возможность прямого измерения расстояний до далеких космических объектов таким же способом, какой применяется для определения расстояния до ближайших звезд (т. е. путем измерения углов из концов некоторого базиса и соответствующих тригонометрических подсчетов). Но для этой цели необходимо располагать несколькими радиотелескопами, разнесенными на весьма значительные расстояния. Подобную задачу можно было бы решить с помощью нескольких космических аппаратов, находящихся на расстоянии в несколько сотен миллионов километров друг от друга.

Тогда появилась бы возможность измерять весьма малые углы и с большой точностью определять расстояния до космических объектов на огромных удалениях, вплоть до границ наблюдаемой Вселенной.

Использование космической техники позволяет также проводить на борту космических аппаратов разнообразные физические, химические и биологические эксперименты и наблюдения в необычных условиях невесомости и космического вакуума, которые невозможно воспроизвести в земных лабораториях.

Развитие космической техники открыло также возможность осуществления различных научных экспериментов в космических масштабах. Речь идет не только о доставке научной аппаратуры в различные районы космоса и на поверхность ряда небесных тел, но и об искусственном воспроизводстве некоторых космических явлений.

Один из таких экспериментов — искусственное солнечное затмение — был, например, проведен по инициативе советских ученых советскими и американскими космонавтами во время совместного полета космических кораблей «Союз» и «Аполлон» в июле 1975 г. В заранее определенный момент корабли разошлись на некоторое расстояние и расположились на одной линии с Солнцем таким образом, что «Аполлон» перекрыл диск дневного светила, и с борта «Союза-19» появилась возможности с помощью специальной автоматической фотокамеры провести серию фотосъемок искусственного затмения Солнца.

Не менее интересный эксперимент космического порядка, получивший название «Араке», осуществили советские и французские ученые. С помощью специальной электронной пушки, установленной на борту высотной ракеты, в верхние слои атмосферы в южном полушарии Земли был выброшен «сноп» заряженных частиц. Промчавшись около 100 тысяч километров по линии индукции земного магнитного поля, эти частицы вызвали искусственное полярное сияние в высоких широтах северного полушария, что дало возможность глубже разобраться в природе полярных сияний.

Таким образом, выход в космос явился новым, чрезвычайно важным шагом на пути познания человеком окружающего мира.

Любопытно, что с появлением космических аппаратов ученые смогли использовать для дистанционного изучения нашей собственной планеты накопленный современной астрономией огромный опыт исследования различных объектов на расстоянии. С этой целью с борта пилотируемых космических аппаратов осуществляется крупномасштабное фотографирование различных участков земной поверхности, охватывающее значительные по площади районы нашей страны.

Как оказалось, подобный метод, получивший меткое название «астрономия наоборот», является весьма эффективным, особенно в тех случаях, когда фотографирование земной поверхности осуществляется в различных цветных лучах.

Анализ таких крупномасштабных снимков позволит выявлять особенности геологического строения земной коры и на этой основе прогнозировать наличие залежей полезных ископаемых, осуществлять сейсмическую разведку (в частности, таким путем было проведено уточнение распределения сейсмических зон в Средней Азии и сейсмическое районирование значительной части трассы БАМа), определять состояние растительности и посевов, вести гидрогеологические исследования, выявлять состояние грунтовых вод, а также характер обводненности и засоленности земель и т. д.

Подобные исследования позволяют комплексно судить о взаимодействии человека и природы, вырабатывать обоснованные прогнозы оптимального использования природных ресурсов. В ряде случаев соответствующие данные, полученные благодаря крупномасштабному космическому фотографированию, уже позволили выдавать весьма ценные рекомендации для нашего народного хозяйства, принесшие немалый экономический эффект.

В настоящее время ученые разрабатывают методы анализа крупномасштабных космических фотографий с помощью электронно-вычислительной техники. Подобный способ значительно упростит и ускорит расшифровку снимков, полученных из космоса, и тем самым обеспечит более оперативное и эффективное управление природными ресурсами. Это будет иметь колоссальное значение для дальнейшего развития нашей промышленности и сельского хозяйства, для охраны природы и сохранения окружающей среды.

Совершенствуется аппаратура и для обычных наземных исследований, в том числе и астрономических. Создаются все более крупные и совершенные телескопы и радиотелескопы. Недавно вступил в строй самый большой в мире советский шестиметровый телескоп. С помощью этого уникального инструмента, установленного в горах Северного Кавказа вблизи станицы 3еленчукской, можно было бы увидеть пламя свечи, расположенной на расстоянии 25 тысяч километров.

На подходе и новый весьма действенный метод изучения физических явлений во Вселенной — нейтринная астрофизика. Этот метод, в частности, открывает возможность получить непосредственную информацию о процессах, протекающих в недрах Солнца и звезд.

Нейтрино — одна из самых удивительных элементарных частиц. Она по имеет электрического заряда и движется со скоростью в точности, равной скорости света.

Другими словами, нейтрино, как говорят физики, не имеет массы покоя. Но пожалуй, главная особенность нейтрино состоит в том, что эта частица чрезвычайно слабо взаимодействует с веществом. Длина свободного пробега нейтрино, т. е. среднее расстояние, которое оно способно пройти в веществе, но испытывая взаимодействий с другими частицами, исчисляется миллионами миллиардов километров. Полярная звезда находится от нас на расстоянии около 500 световых лет, но если бы мы сплошь заполнили все пространство между этой звездой и Землей чугуном, то нейтрино пронизало бы эту чугунную плиту словно пустое пространство!

Чтобы в полной море оцепить проникающую способность нейтрино, достаточно напомнить, что луч света можно задержать листком бумаги. Металлический лист или даже металлическая сетка поглощает радиоволны, а сравнительно тонкая свинцовая плита — рентгеновские лучи.

Для того же, чтобы полностью преградить путь нейтрино, необходимо создать свинцовую защиту толщиной около 10 триллионов километров!

Согласно теоретической модели внутреннего строения Солнца и звезд, принятой в современной науке, источником внутризвездной энергии являются реакции термоядерного синтеза гелия из водорода. Как следует из теории термоядерных процессов, в ходе таких реакций должны в большом количестве рождаться нейтрино. Энергия солнечных нейтрино и их поток непосредственно зависят от характера этих реакций. Пронизывая толщу солнечного вещества, нейтрино вылетают в космическое пространство, и определенная их часть достигает Земли. О процессах, протекающих в самых сокровенных недрах: Солнца, эти частицы могут сообщить нам буквально через несколько минут.

Число нейтрино, летящих к Земле от Солнца, можно примерно рассчитать. Поскольку Солнце в целом находится в состоянии теплового равновесия, то энергия, которая рождается в его недрах в течение некоторого времени, должна приблизительно за то же самое время излучаться с солнечной поверхности в окружающее пространство.

Следовательно, по интенсивности солнечного излучения можно вычислить скорость термоядерных реакций, протекающих в недрах Солнца, а отсюда и среднее число нейтрино, покидающих Солнце за определенное время.

Таким образом, если бы нам удалось «изловить» солнечные нейтрино, оценить интенсивность их потока, измерить их энергию, мы могли бы, в буквальном смысле слова, заглянуть в недра дневного светила и проверить справедливость наших предположений о термоядерной природе его энергии.

Первые наблюдения подобного рода уже проводились и принесли весьма интересные результаты. К их обсуждению мы еще вернемся в одной из последующих глав.

В настоящее время в Советском Союзе осуществляется строительство уникальной нейтринной лаборатории, которая будет оборудована чувствительными детекторами для регистрации нейтрино.

Все шире используются в науке наших дней массовые исследования. Перед современным естествознанием возник ряд крупномасштабных проблем, изучение которых требует анализа огромного количества наблюдательных данных. В связи с этим возникла необходимость продолжения некоторых международных научных предприятий в масштабах всей планеты с участием многих государств мира.

Одним из наиболее показательных мероприятий подобного рода явился Международный геофизический год, который ознаменовал собой начало нового этапа в современном естествознании и в истории научного сотрудничества ученых разных стран. Международный геофизический год начался 1 июля 1957 г. и продолжался в течение двух е половиной лет. Наблюдения проводились на морях и океанах, на полярных станциях и высокогорных ледниках, в далекой Антарктиде и верхних слоях земной атмосферы. Было специально открыто более двух тысяч новых научных станций и обсерваторий. В разнообразных исследованиях по согласованной программе приняли участие ученые около 70 стран.

В результате были получены совершенно новые, очень важные данные о Земле, явлениях земного магнетизма и воздействии солнечной энергии на нашу планету и околоземное пространство. Было положено начало новой научной дисциплине — солнечно-земной физике.

Успех Международного геофизического года показал целесообразность и эффективность подобных коллективных крупномасштабных исследований и положил начало серии международных научных проектов.

Так, благодаря постоянному совершенствованию методов научного исследования окружающего нас мира появляется возможность добывать все новые и новые факты, позволяющие судить о все более сокровенных его свойствах.

Здесь еще раз очень важно подчеркнуть тесную взаимосвязь и взаимозависимость процесса научного познания и процесса общественного развития. Развитие науки ведет к открытию неизвестных ранее закономерностей, новые знания способствуют ускорению научно-технического прогресса, что, в свою очередь, создает возможности для использования более совершенной исследовательской аппаратуры, позволяющей открывать неизвестные ранее факты.

Так, исследования строения Солнца и звезд способствовали изучению строения вещества, выяснению свойств элементарных частиц, а эти исследования, в свою очередь, сделали возможными нейтринные наблюдения Вселенной.

Таким образом, наука представляет собой не только систему, генерирующую знания, но и систему, функционирование которой обеспечивает все большее приближение к истине, все более высокую степень достоверности получаемых результатов, их соответствия реальности.

Подтверждается это соответствие практикой в широком смысле этого слова — как практикой самой науки, так и ее практическими приложениями.

Так, развитие новых, более совершенных и точных методов исследования позволяет проверить — подтвердить или уточнить (или опровергнуть) полученные рапсе данные. Например, полеты космических аппаратов на Луну, Марс и Венеру убедительно продемонстрировали достоверность данных наземной астрономии. Сообщили ряд ценнейших новых сведений об этих небесных телах и многое уточнив, они в общем и целом подтвердили те основные представления, которыми располагали астрономы.

В некоторых случаях результаты астрономических исследований могут быть проверены путем приложения в земных условиях тех знаний, которые добыты при изучении космоса. Так, теоретическая картина атомных и термоядерных реакций, разработанная в процессе изучения звезд и основанная на выводах специальной теории относительности Эйнштейна, прошла практическую проверку в атомных реакторах и лабораторных установках термоядерной физики.

Еще одним убедительным практическим подтверждением специальной теории относительности может служить то обстоятельство, что ее формулы лежат в основе расчетов многих устройств и установок современной ядерной физики. Если бы эти формулы были не верны, то подобные устройства просто не работали бы.

Вообще можно было бы перечислить множество чисто практических свершений, прежде всего в технике и технологии, которые являются непосредственным результатом тех или иных достижений науки. Подобных практических приложений, подтверждающих своим осуществлением справедливость соответствующих научных разработок, особенно много в наше время, когда Коммунистическая партия Советского Союза в качестве одной на первоочередных задач поставила перед советскими учеными задачу всемерного укрепления связи науки с производством. Иногда ученые сами дают рекомендации относительно возможных применений полученных ими результатов. В других случаях та или иная область народного хозяйства или техники ставит перед наукой прямые задачи. Особенно показательно в этом смысле воздействие на научные исследования современной космонавтики.

Каждый космический полет, особенно в тех случаях, когда ставятся новые задачи, — сложнейшая комплексная проблема, для решения которой необходимо использовать существующие высшие достижения многих областей современной науки. Специально для нужд космонавтики советскими учеными и инженерами был осуществлен ряд совершенно новых уникальных научных разработок, без которых различные космические операции просто не могли бы осуществиться. И тот факт, что они осуществились, — еще одно свидетельство в пользу достоверности науки.

Более того, научные исследования, выполненные по заказам космонавтики, затем находят себе широкое практическое применение в технике, на производстве и в других областях человеческой деятельности. Можно, например, упомянуть о разработке средств дальней космической радиосвязи, малогабаритных радиотехнических устройств, микроминиатюрных электронных блоков, новых измерительных приборов и другой уникальной аппаратуры, а также способов передачи телевизионных снимков на большие расстояния.

Метод штамповки крупногабаритных деталей космических ракет используется в кораблестроении, а способ сварки нержавеющей стали с алюминиевыми сплавами — в промышленном производстве. Кроме того, для космических аппаратов были разработаны новые материалы с особыми свойствами, рассчитанные на экстремальные температуры, переменный нагрев и вибрационные нагрузки.

Большое значение, далеко выходящее за рамки задач освоения космоса, имеет и опыт, накопленный космической медициной. В частности, разработан метод комплексного непрерывного контроля функционального состояния человеческого организма, позволяющего на расстоянии получать объективные данные о его реакциях на меняющиеся внешние условия. Такой метод не только обеспечивает получение значительно более обширной и ценной информации о состоянии организма, чем те способы, которые применяются в современной медицинской практике, но и делает возможным оперативное дистанционное наблюдение за состоянием тяжелобольных людей в клинических условиях.

Были созданы и некоторые новые эффективные фармакологические препараты, в частности снотворные и тонизирующие средства, а также различные успокаивающие препараты — транквилизаторы и средства для борьбы с морской болезнью. Таким образом, достижения космической медицины не только обеспечивают надлежащую подготовку космонавтов к сложной работе в космосе, но и находят важные практические применения в борьбе за жизнь и здоровье людей. Практические приложения — наиболее наглядное и убедительное подтверждение справедливости научных знаний. В других случаях практика как критерий истинности результатов научных исследований выступает в несколько иных формах, быть может и не столь эффективных, ко не менее убедительных. Так, падежной проверкой правильности тех или иных теоретических выводов может служить их сравнение а данными наблюдений или экспериментов.

Классический пример — открытие планеты Нептун на основании теории движения небесных тел и гелиоцентрических представлений о строении Солнечной системы.

Было время, когда самой далекой планетой Солнечной системы считалась седьмая от Солнца планета — Уран. Но затем в движении Урана обнаружились также отклонения — астрономы называют их возмущениями, — которые не удавалось объяснить притяжением со стороны известных планет и Солнца. Оставалось предположит что на Уран влияет какая-то еще неизвестная, восьмая планета, обращающаяся вокруг Солнца на еще более далеком расстоянии. Знаменитый французский математик и астроном У. Леверье (1811–1877) рассчитал, в какой точке небесной сферы и в какой момент должна находиться неизвестная планета. Руководствуясь этими расчетами, немецкий астроном И. Галле (1812–1910) действительно обнаружил вблизи указанной точки новую планету, которая получила название Нептун.

Комментируя это выдающееся событие в истории естествознания, Ф. Энгельс писал, что система мира Коперника долгое время оставалась гипотезой, весьма убедительной, но все же гипотезой. Однако после открытия Нептуна справедливость этой гипотезы можно считать окончательно доказанной [Энгельс Ф. Людвиг Фейербах и конец классической немецкой философии. Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т, 21, с. 284].

В истории естествознания было немало и других подобных же случаев, когда теоретические предсказания подтверждались дальнейшими исследованиями и наблюдениями.

Нельзя не вспомнить о периодической системе элементов, построенной Д. И. Менделеевым (1834–1907).

Как известно, Менделеев, изучив свойства различных химических элементов, обнаружил, что их можно расположить в определенном порядке и разбить на группы таким образом, что элементы, занимающие во всех группах одни и те же места, будут обладать одинаковыми свойствами.

Открыв этот закон, Менделеев построил периодическую таблицу, которая содержала не только известные в то время химические элементы, но и те, которые только еще предстояло открыть. И действительно, уже через несколько лет были открыты химические элементы, которые заполнили места, «отведенные» для них в таблице Менделеева и свойства которых в точности совпадали с предсказанными периодической системой.

Еще один пример из области физики. Свыше пятидесяти лет тому назад английский ученый Поль Дирак, разрабатывая новые проблемы теоретической физики, создал теорию движения электронов в атомах. Эта теория хорошо объясняла многие факты, известные науке. Кроме того, из нее следовало, что наряду с электронами в природе должны существовать точно такие же мельчайшие частицы вещества, но с положительным зарядом — антиэлектроны. Не прошло и пяти лет, как в космических лучах, потоках частиц, которые пронизывают мировое пространство, физики обнаружили неизвестную ранее частицу, свойства которой в точности совпадали со свойствами антиэлектрона. Так был открыт полигон — первая частица из обширного семейства античастиц.

Не менее убедительный пример научного предвидения относится и к области радиоастрономии. В 1945 г. голландский астрофизик Ван де Холст высказал предположение о том, что атомы водорода, имеющиеся в межзвездном пространстве, должны излучать радиоволны длиной 21 см. В 1948 г. советский ученый И. С. Шкловский, подробно исследовав этот вопрос, подтвердил предположение Ван де Холста и подсчитал, что излучение межзвездного водорода может быть обнаружено современными радиотелескопами. А всего через три года гипотеза подтвердилась. Радиоизлучение водорода было надежно установлено, и его изучение стало одним из важнейших методов исследования Вселенной. Способность научной теории предвидеть неизвестные факты является одним из главных критериев ее обоснованности. Только та теория может считаться справедливой, которая не только хорошо объясняет то, что уже известно, но и верно предсказывает. Правда, иногда практические приложения или практическое использование тех или иных теоретических выводов или разработок весьма далеко отстоят во времени от того момента, когда эти результаты были получены.

Как мы уже упоминали, процесс синтеза новых знаний определяется, с одной стороны, свойствами изучаемого объекта, а с другой заинтересованностью общества в их получении. Наряду с этим существенную роль играет и внутренняя логика развития самой науки, накопленный к данному моменту материал, а также индивидуальные особенности и качества познающего субъекта, под которым понимается отдельный исследователь, общественный класс или даже все общество.

Именно внутренняя логика развития науки иногда приводит к получению результатов, в которых общество в данный момент еще не нуждается и к практическому использованию которых нет ни технических, ни технологических предпосылок.

Это своеобразный научный задел, который через определенное время может стать теоретической основой для решения важных научных и практических задач, поставленных в повестку дня развитием общества, на осуществление которых оно направляет необходимые силы и средства.

Например, такой раздел математики, как математическая логика, долгое время казался в высшей степени отвлеченным. Но с появлением кибернетики математическая логика стала ее основным теоретическим аппаратом.

Вывод о возможности превращения некоторого тела путем придания ему необходимой скорости в искусственный спутник Земли следовал из законов движений, открытых еще И. Ньютоном. Но первый искусственный спутник был, как известно, выведен на орбиту советскими учеными и инженерами только в 1957 г.

В некоторых случаях проверка научных результатов критерием практики может носить косвенный характер.

Как, например, убедиться в справедливости тех сведений, которые приносит нам о далеких космических объектах метод спектрального анализа? Непосредственно проверить полученные с его помощью данные мы не имеем возможности. И тем не менее результатам спектрального анализа мы вполне можем доверять, так как сам этот метод многократно проверен в земных лабораториях, иными словами, подтвержден практикой.

В других случаях практика в процессе научного исследования может выступать и в иных формах. Но как высший критерий истины она в том или ином виде всегда сопутствует изучению окружающего мира, контролируя соответствие реальности научных данных и обеспечивая тем самым достоверность научных представлений.

Сама возможность научного познания природы основана на всеобщей взаимосвязи и взаимозависимости ее явлений. Если бы такой связи не существовало, то мир представлял бы собой сплошной хаос, в котором не было бы ничего устойчивого и который не поддавался бы абсолютно никакому научному исследованию.

Простейшая форма взаимосвязи — причинная зависимость между явлениями, т. е. такая зависимость, когда одно событие непосредственно вытекает из другого.

Так, сила, приложенная к телу, сообщает ему ускорение, а действие одного тела на другое вызывает равное по значению, но противоположное но направлению противодействие. Движение электрических зарядов по проводнику приводит к образованию в окружающем пространстве магнитного поля, а наличие некоторой массы — к образованию поля тяготения…

Сцепление причин и следствий создает причинно-следственные ряды, внутри которых каждое из событии является непосредственным следствием предыдущего и причиной последующего.

Кроме прямых, непосредственных причин, у каждого явления есть и более общие, так сказать, отдаленные причины, которые могут служить отправной точкой для различных причинно-следственных рядов. Ряды эти могут ветвиться и далеко расходиться один от другого, так что события, принадлежащие разным рядам, могут казаться совершенно не связанными друг с другом, но связь между этими событиями все же существует, через общую, хотя, быть может, и весьма отдаленную причину.

Так, общая причина любых явлений, происходящих на Земле, возникновение нашей планеты как небесного тела.

Различные причинно-следственные ряды могут пересекаться, и тогда возникают редкие сочетания событий, впечатляющие совпадения. Вспомните упомянутую во введении к этой книге историю спасения балтийского моряка. Моряку оно показалось чудом. На самом дело, поскольку каждое из событий, составляющих совпадение, имеет свою естественную причину, такая причина есть и у самого совпадения. Но эта причина гораздо более сложная и завуалированная, она не элементарна, не однозначна — обнаружить ее чрезвычайно трудно.

В связи с этим может сложиться впечатление, что у совпадения вообще не существует причины. И поскольку такая ситуация противоречит привычному, повседневному жизненному опыту, это нередко и побуждает некоторых людей к поискам причин, лежащих за пределами материального мира.

В действительности никакого нарушения естественной причинности не происходит и в подобных случаях мы можем и не знать прямой и непосредственной причины того или иного явления, но оно так или иначе всегда имеет определенную причину и вместе с другими — предшествующими и последующими явлениями — охватывается едиными естественными законами.

Законы природы — более сложная и более общая форма взаимосвязи явлений.

«Закон есть отражение существенного в движении универсума», — отмечал В. И. Ленин. «Закон есть прочное (остающееся) в явлении». «Закон есть отношение… Отношение сущностей или между сущностями» [Ленин В, И. Конспект книги Гегеля «Наука логики». — Полн. собр. соч., т. 29, с. 137.].

Школьнику законы природы должны быть хорошо знакомы из курса физики. Законы Ньютона, закон всемирного тяготения, законы Кеплера, закон Ома, законы сохранения…

В современной науке существует довольно много различных определений того, что следует понимать под законами природы: регулярность в природных процессах, ограничения, которые природа «накладывает» на движение материи, устойчивые отношения и т. п.

Но если не вдаваться в тонкости, то во всех этих определениях есть одна общая черта: законы природы устанавливают определенные связи между явлениями, определенные правила, которым подчиняется течение тех или иных процессов и согласно которым одни явления переходят в другие.

В природе не может быть явлений, которые не подчинялись бы тем или иным естественным законам. Если бы такие явления имели место, это было бы равносильно существованию сверхъестественных сил.

«И знание законов из науки — есть на деле, — подчеркивал В. И. Ленин, лишь протаскивание законов религии» [Ленин В. И. Еще одно уничтожение социализма, — Полн. собр. соч., т. 25, с. 48].

Принципиально важно подчеркнуть, что законы природы существуют и действуют в мире независимо от человека. Человек не может навязывать природе угодные ему законы. Изучая окружающий мир, он способен позвать и сформулировать эти законы и использовать полученные знания в своей практической деятельности.

Наиболее просты законы механики, однозначно определяющие связи между причинами и следствиями.

С точки зрения механики взаимное расположение тел а скорости, которыми они обладают относительно друг друга в данный момент, определяют все последующие состояния той или иной системы, ее будущее. Иными словами, будущее чисто механической системы однозначно заключено в ее настоящем.

Не случайно знаменитый французский математик и механик Пьер Лаплас (1749–1827) говорил в свое время: Дайте мне начальные положения и скорости всех частиц в мире, и я предскажу все, что должно произойти, на вечные времена.

В этом высказывании нашла отражение наиболее существенная черта законов механики: они устанавливают «железные» зависимости между явлениями, которые ни при каких обстоятельствах не могут нарушаться. Какие-либо случайности исключаются в принципе.

И если бы мир представлял собою чисто механическую систему, то его будущее было бы единственным образом предопределено (или, как говорят, детерминировано) на сколь угодно отдаленные времена.

Однако события, происходящие в реальном мире, связаны не только однозначными закономерностями, типа механических. Подобные закономерности, в точности определяющие индивидуальное поведение каждого рассматриваемого объекта в отдельности, обычно называют динамическими. В природе существует еще и случайность.

Схематично различие между этими двумя типами взаимодействий можно изобразить следующим образом. При чисто механическом взаимодействии всякий раз, когда наступает некоторое событие А, с необходимостью реализуется и его следствие В. При наличии же случайности дело обстоит несколько иначе. Событие А может повлечь за собой либо В, либо С, либо D и т. д., и заранее в принципе нельзя сказать, какое именно из этих следствий осуществится.

Однако было бы совершенно неверно сделать из этого вывод о том, что подобные события не подчиняются абсолютно никаким закономерностям, следуя лишь ничем не ограниченной воле слепого случая.

Как показывает опыт, в материальных системах, в которых действуют случайные факторы, при многократном повторении событий также проявляются определенные закономерности, получившие название статистических. Их изучением занимается особая область науки — теория вероятностей.

Статистические закономерности — это новый по сравнению с механическими типами закономерностей, которые проявляются при массовом характере происходящих процессов.

При изучении статистических закономерностей мы как бы отвлекаемся от индивидуального поведения каждого объекта в отдельности, а интересуемся лишь «средним» поведением большинства из них.

Представьте себе, что мы находимся на главной улице какого-либо города, по которой перемещаются основные Людские потоки, и регистрируем всех пешеходов, проходящих мимо нас слева направо и справа налево.

Если такой подсчет вести достаточно долго, то в конце концов обнаружится, что в среднем за сутки в обоих направлениях проходит примерно одинаковое число людей.

Это и понятно. Ведь если бы дело обстояло иначе, то в конце концов все население города переместилось бы либо в его правую, либо в его левую часть. Таким образом, полученный нами результат можно было предвидеть заранее.

Однако это вовсе не означает, что статистические наблюдения приводят к одним лишь тривиальным результатам. Если бы мы заинтересовались движением людских потоков не за сутки, а за меньшие промежутки времени, то неизбежно открыли бы определенные закономерности. Мы могли бы, например, обнаружить, что в утренние часы основная масса пешеходов движется по главной улице слева направо, а вечером, наоборот, справа налево. Это, очевидно, указывало бы на то, что большинство предприятий и учреждений расположено в правой части города. Если бы мы обнаружили, что интенсивность людских потоков значительно ослабевает в дневные часы, это означало бы, что большинство городского населения составляют рабочие и служащие, и т. д.

Выявление статистических закономерностей не только позволяет составить достаточно полное представление о том или ином явлении, но и дает простой и в то же время вполне надежный метод решения многих практических задач, в том числе и задач, связанных с предвидением.

Например, для успешной работы городского транспорта и своевременного обслуживания пассажиров необходимо изучить интенсивность людских потоков в различное время суток. Конечно, можно было бы решить эту задачу путем индивидуального опроса каждого пассажира и соответствующей последующей обработки полученных сведений. Однако статистика указывает гораздо более простой путь решения. Индивидуальный учет пассажиров вовсе не обязателен. Для работы транспорта важно не то, кого именно будут перевозить, а сколько человек надо перевезти в данном направлении в данное время. Поэтому вполне достаточно провести учет интенсивности пассажирских потоков в различных направлениях в разное время суток, отвлекаясь от индивидуальности пользующихся транспортом людей.

Однако при использовании статистических закономерностей и формул теории вероятностей возникает вполне законный вопрос: достаточно ли они надежны? Другими словами, описывают ли они явления природы с достаточной точностью?

Когда мы, например, один раз подбрасываем монету, то теория вероятностей не может предсказать, какой стороной упадет она в этот именно раз. Но зато при достаточно большом числе бросаний мы сможем убедиться в том, что число выпадений «орла» будет приблизительно равно числу выпадений «решетки», как это и предсказывает в данном случае теория вероятностей.

В этом совпадении и заключена основная сущность теории вероятностей, ее смысл как научной теории, отражающей реальные явления. Это положение получило в математике название закона больших чисел, который гласит: при большом числе рассматриваемых случаев частота появлений тех или иных событий совпадает с их вычисленными вероятностями. Таким образом, определение вероятностей и обнаружение статистических законов имеет вполне реальный смысл. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что состояния, имеющие большую вероятность, повторяются соответственно чаще, а состояния с вероятностью, мало отличающейся от нуля, практически никогда не осуществляются. Это, разумеется, относится не только к микропроцессам, но к любым системам, в которых действуют статистические закономерности.

В принципе, например, можно представить себе такой случай, когда в результате хаотического движения молекул воздуха, наполняющего комнату, все молекулы окажутся в одной ее половине, а человек, находящийся в это время в противоположной половине, задохнется от отсутствия воздуха. На основе статистических закономерностей можно вычислить и вероятность подобного события — она ничтожно мало отличается от нуля. И действительно, за все время существования человечества не произошло ни одного подобного случая.

Столь же малым числом выражается и вероятность так называемого «чуда Джинса». Английский физик Д. Джинс (1877–1946) подсчитал, что теоретически в принципе возможен случай, когда вода, поставленная в горячую печь, вместо того чтобы закипеть, как ей полагается в таких случаях, превратится… в лед!

И тот факт, что никто никогда не наблюдал ничего подобного, лишний раз подтверждает, что теория вероятностей действительно отражает объективные связи между явлениями.

Среди многочисленных закономерностей окружающего нас мира особо следует выделить фундаментальные закономерности, охватывающие особенно большой круг явлений. К их числу относятся, например, закон всемирного тяготения, законы динамики, закон сохранения материи и движения, закон эквивалентности массы и энергии, обнаруженный специальной теорией относительности, и ряд других.

Фундаментальные законы составляют теоретическую основу естествознания.