«О науке без звериной серьезности». Главы из книги

Биография поступков и биография мыслей

О том, что делать, если жизнь кажется слишком скучной

Я завистлив, есть такой смертный грех. Мне кажется, в мире полно людей, чья биография куда ярче и насыщеннее, чем моя. Вот у некоторых учёных жизненный путь такой, хоть снимай остросюжетный фильм, а то и сериал. За примерами далеко ходить не нужно, в буквальном смысле слова. В десяти минутах от нашей редакции находится ГАИШ МГУ. Расшифровывается просто: «Г» — государственный, «А» — астрономический, «И» — институт. Остается «Ш». Эта буква появилась в честь Павла Карловича Штернберга.

Его биографию можно экранизировать серий на тридцать — столько событий уместилось в относительно короткой жизни (родился в 1865-м, умер в 1920-м). Ещё студентом Московского университета Павел Штернберг был награждён факультетской золотой медалью за работу «О продолжительности вращения Красного пятна Юпитера». Дальше — успешная научная карьера: передовые опыты по использованию фотографии для изучения двойных звёзд, статус профессора, руководителя обсерватории...

Одновременно с этим Штернберг тайно вступает в РСДРП, занимается подготовкой восстания. После подавления революции 1905 года хранит оружие прямо в здании обсерватории. В апреле 1917-го приветствует Ленина на Финляндском вокзале. Прямо оттуда едет на первый Всероссийский астрономический съезд, где его избирают председателем. В октябре того же года участвует в вооружённом восстании в Москве. Не поддержавшие революцию офицеры сняли с гарнизонных пушек прицелы. Штернберг, используя свои знания баллистики, сумел точно навести орудия и обеспечил обстрел Кремля. В ноябре—декабре 1919 года он в качестве одного из руководителей принял участие в штурме Омска. Финал: при форсировании Иртыша астроном-революционер простудился и вскоре умер.

После подавления революции 1905 года он хранил оружие прямо в здании обсерватории

Согласитесь, богатая биография! В России таких учёных было немало: народоволец-химик Алексей Бах, диссидент-физик Андрей Сахаров... Или взять академика Николая Морозова. Он был одним из лидеров «Народной воли», просидел 30 лет в тюрьме и написал за это время несколько сотен научных работ по физике, химии, биологии, астрономии и многим другим наукам. А почти 100 лет спустя физик-ядерщик Юрий Орлов проведёт десять лет в тюрьмах и ссылках за свою правозащитную деятельность.

Обратите внимание: это всё учёные, которые занимаются «кабинетными» науками. Что уж говорить по геологов или географов, в чью жизнь приключения входят по долгу службы?!

Но все эти насыщенные событиями биографии встречаются одна на тысячу, особенно в наши дни. Хроника жизни обычного современного учёного (неважно, российского, американского или какого-нибудь ещё) гораздо прозаичнее. Основные вехи примерно такие:

• поступил в университет X;
• окончил университет X;
• начал работать на кафедре Y;
• защитил диссертацию;
• стал профессором в университете S;
• получил звание академика;
• написал Z научных статей и F монографий, был научным руководителем у N аспирантов, выступил на M конференций.

Вот и всё. Жизнь прошла по маршруту: дом — университет — лаборатория — дом. Дальше — только некролог с казёнными словами о том, каким он был талантливым учёным и отзывчивым человеком. Завидовать нечему. Или как?

Жизнь прошла по маршруту: дом — университет — лаборатория — дом. Дальше — только некролог...

Если подумать, почитать, то начинаешь понимать, что поводов для зависти здесь не меньше. Жизненное событие — это не обязательно путешествие через Антарктиду или вооружённое восстание. Это ещё и приключение мысли.

Вот сидит человек в своём скучном кабинете, грызёт карандаш и размышляет, например, о том, как же Вселенная получилась именно такой, а не какой-то другой. Или почему бактерия ведёт себя так, а не иначе. Или как сделать так, чтобы аккумулятор дольше держал заряд. Или... не важно.

Учёный выписывает формулы, вычисления не сходятся — не хватает какой-то переменной. Он мучается, грызёт карандаш с удвоенной силой. Всё равно не получается. Звезды не скапливаются в галактики, эволюция не доходит до человека, атомы отказываются образовывать заданную решётку. Это же настоящая трагедия, пусть и не выходящая за пределы одной черепной коробки.

Так проходят дни, месяцы, годы. И вдруг вспыхивает в голове лампочка: «Решение есть! Я его нашёл!» Драма мысли закончилась хеппи-эндом. И это для человека (а порой и для человечества) куда важнее, чем какая-нибудь революция. Только сделать из этой истории сериал гораздо сложнее. Но зато причины для зависти гораздо серьёзнее.

Красиво упаковать коллайдер

О том, почему сверхсложные проекты требуют сверхпростого объяснения

Один научно-исследовательский институт хочет, чтобы я стал его спонсором. Просит относительно немного — несколько сотен рублей. Хоть я человек и прижимистый, но двумястами рублями пожертвовать готов, тем более что институт этот очень авторитетный, люди там хорошие, а деньги просят не сразу все, а в рассрочку. К тому же в спонсоры привлекают не одного меня, а всех налогоплательщиков России.

Речь идёт о создании некой установки под названием «Супер Чарм-тау-фабрика», которую предложил построить новосибирский Институт ядерной физики СО РАН. Её стоимость — примерно 17 миллиардов рублей, причём основная часть финансирования идёт из государственного бюджета. То есть на каждого честного налогоплательщика приходится примерно двести-триста рублей.

Я очень уважаю физиков, придумавших сей прибор. Но как неграмотному спонсору мне хочется убедительности: раз я плачу деньги, пусть мне объяснят, на что они пойдут. Западные учёные этими технологиями прекрасно владеют. Вы думаете, какой-нибудь бельгийский фермер или немецкий фрезеровщик понимает, для чего на самом деле нужен Большой адронный коллайдер?! Очень сомневаюсь. Что такое бозон Хиггса, невозможно объяснить на популярном уровне, даже если использовать знаменитую метафору с Эйнштейном, зашедшим на вечеринку.

Да и нет времени у платящих налоги граждан вникать во все эти объяснения. Они честно выращивают груши и собирают «Фольксвагены». Но многомиллиардная установка оплачивается именно из их кармана, и публике говорят: «Поверьте, бозон Хиггса — это самое главное в физике. Так сказать, частица Бога». Про Бога рабочий с фермером понимают. На всякий случай добавляется, что на этом самом коллайдере будут воспроизведены первые секунды существования Вселенной. Это тоже более или менее понятно. Особо сомневающимся на ушко шепчут, что эта штука может погубить всю цивилизацию одним махом. После этого заинтригованные налогоплательщики ощущают, что их деньги используются самым правильным образом.

На ушко шепчут, что эта штука может погубить всю цивилизацию одним махом. После этого налогоплательщики ощущают, что их деньги используются самым правильным образом

Наши физики не хуже западных. Кстати, о создании первого в мире коллайдера объявили в 1965 году именно в новосибирском ИЯФ, опередив европейцев на несколько месяцев.

«Суперфабрика» тоже обещает быть уникальной. Только до конца осознать её уникальность у меня никак не получается. Обещают, что эта установка будет создана для получения тау-лептонов и с-кварков. Дескать, «детальное и прецизионное исследование свойств таких объектов чрезвычайно важно для развития фундаментальной науки».

Энциклопедии сообщают, что тау-лептон — это нестабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и спином 1/2, которая классифицируется как часть лептонного семейства фермионов... Дальше идут сплошные формулы. Приятно, конечно. Но лично мне как спонсору ценность этой частицы как-то не до конца ясна, тем более что распадается она меньше чем за миллиардную долю секунды. Про Вселенную, Бога и конец света мне ничего не говорят.

С-кварк чуть симпатичнее. Его полное имя — «очарованный кварк». Тут какой-то энтузиазм просыпается. Но все равно непонятно, почему я должен отдавать свои кровные рубли именно за «очарованные» кварки, а не, допустим, за «прелестные», «странные» или «истинные».

Его полное имя — «очарованный кварк». Здесь уже появляется заинтересованность

Неспособность представить широкой публике свои задачи — характерная черта российской науки. Вот американцы запустили очередной марсоход. Цель его прозрачна, как межзвёздное пространство, — найти на Марсе жизнь или её следы. Ради зелёных марсианских человечков американский обыватель готов пожертвовать некоторым количеством зелёных купюр. А сколько российских налогоплательщиков могут объяснить задачи, которые стояли перед покойным «Фобос-Грунтом»? Ну, долететь до спутника Марса, ну, взять пробы и доставить их на Землю. Для понимающих людей — сверхкруто. Но картина мира простого человека от этого нисколько не меняется.

Современная наука дошла до такого состояния, когда объяснять содержание прорывных разработок становится чудовищно трудно. Но эти разработки становятся всё дороже, а значит, показывать широким массам красивую картинку всё-таки нужно.

Умные люди наверняка начнут со мной спорить: мол, это всё фантики, которые к реальному содержанию науки отношения не имеют. Но карамельки без фантиков продавались только в советских сельпо. И даже трактористы покупали их неохотно.

Любопытство

О пользе наивных вопросов

Как-то выступал я перед студентами журфака, уж не помню, где именно. И какой-то трепетный юноша попросил: «Сформулируйте в виде одного слова главное качество журналиста». У меня в голове начал мелькать целый список из разных существительных: «Честность», «Ум», «Креативность», «Неравнодушие», «Порядочность»... Но в итоге я остановился на одном варианте: «Любопытство», о чём и сообщил юноше.

В каком-то смысле из этого качества выводятся все остальные. Например, честность. Если ты пишешь восторженную статью о реформе ЖКХ в городке N, и при этом тебе абсолютно наплевать, по какой системе будет теперь финансироваться ремонт канализации, — значит, ты врёшь. Равнодушный журналист — трагичное явление. Он обманывает читателя, убеждая, что эта тема может быть для него интересной.

И наоборот. Если журналист не может заснуть, пока не поймёт, что находится внутри чёрной дыры, а наутро пишет статью об исследованиях в космологии — значит, он пишет правду. Отсюда вытекает и ум (по крайней мере, одно из его проявлений — желание задавать вопросы этому миру и получать на них ответы).

Если журналист не может заснуть, пока не поймёт, что находится внутри чёрной дыры, а наутро пишет статью об исследованиях в космологии — значит, он пишет правду

Поэтому я так люблю рубрику, которую мы в «Коте Шрёдингера» начали делать вместе с МФТИ — «Наивные вопросы». Обычные граждане спрашивают, учёные отвечают. Ничего оригинального в таком формате нет, подобными штуками баловались и в XIX веке, если не раньше.

У такого формата много достоинств. Например, он позволяет в компактной форме сформулировать очень важные и непростые понятия, закономерности, правила. «Наивные вопросы» по своей сути часто бывают близки к направлениям реального научного поиска. Я как-то наткнулся на список из 125 нерешённых проблем науки, сформулированный журналом Science. И с удивлением обнаружил, что некоторые задачи чуть ли не дословно совпадают с моим банком вопросов, который создан детьми, домохозяйками и менеджерами среднего звена. И учёными, и обывателями двигало одно и то же любопытство, пусть и на разном уровне проработки проблемы.

Отвечать на наивные вопросы очень непростая задача. Нужно быть одновременно и точным, и лаконичным, и корректным. Необходимо проявлять эрудицию, доброжелательную иронию и ещё много разных качеств.

Но самое сложное — ответ на вопросы типа «Почему...» должен доводить до базовых законов эволюции, физики, химии, физиологии или какой-то другой области науки. Допустим, кто-то интересуется: «Почему люди не летают?» Ответ «Потому что у них нет крыльев» не является исчерпывающим. Скорее всего, стоит подумать о том, почему разные виды летающих существ (насекомые, рептилии, птицы) не эволюционировали в сторону развития мозга и орудийной деятельности, как это случилось с предками человека. Или что-то ещё.

Ну и для примера пара вопросов-ответов из этой рубрики (спасибо Алёне Гурьевой, которая её ведёт).

Спрашивает Милана Исмагилова, пять лет:

Почему у жирафа шея длинная?

Отвечает Павел Волчков, заведующий лабораторией геномной инженерии МФТИ:

В прошлом году учёные обнаружили в геноме жирафа около 70 генов, отвечающих за приспособляемость и не встречающихся у других млекопитающих. Некоторые из них связаны с особенностями сердечно-сосудистой системы и скелета, в том числе с длинной шеей.

В ходе эволюции такая отличительная черта могла появиться у жирафа сразу по двум причинам — из-за необходимости получать корм с высоких деревьев и вследствие полового отбора. Исследования свидетельствуют, что шеи у самцов развивались в результате конкуренции за самок. Когда жирафы дерутся, то становятся бок о бок и как бы бодают друг друга в рёбра и ноги. Наличие длинной и мощной шеи является преимуществом в таких поединках — обеспечивает победу и в конечном счёте благосклонность самки.

Однако есть немало самок с шеями практически той же длины, что и у самцов. А значит, теория полового отбора не объясняет полностью этот феномен. Однако, если бы жирафы «наращивали» шею только для получения корма с высоких деревьев, их ноги удлинялись бы так же быстро, но этого не произошло. То есть длинная шея понадобилась жирафу вследствие сразу двух факторов.

<...>

Спрашивает Михаил Обухов, шесть лет:

Почему облака не падают с неба?

Отвечает Александр Родин, заведующий лабораторией прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ, директор школы аэрокосмических технологий МФТИ:

Очень хороший и глубокий вопрос. Я люблю его задавать студентам на экзамене, и далеко не все правильно отвечают. Облака — это туман, то есть мелкие, размером в одну-две десятых доли миллиметра, капельки воды, их можно различить невооружённым глазом.

Несмотря на то что эти капельки легко подхватываются даже слабым ветерком и завихрениями воздуха, они, конечно, падают — медленно теряют высоту. Но, достигая нижней границы облака, испаряются, поскольку температура там выше, чем в верхних ярусах. Собственно, именно условиями испарения и определяется нижняя кромка облаков.

Образовавшийся при испарении пар уже никуда не падает — он растворяется в воздухе и забрасывается воздушными вихрями наверх, где от пониженной температуры опять выпадает туман и капельки вновь начинают движение вниз. Таким образом, облако постоянно падает на Землю под действием силы тяжести, однако его нижняя часть постепенно исчезает, а верхняя «достраивается». Нам же кажется, что облако неподвижно висит или медленно плывёт в горизонтальном направлении.