Введение

Эразм Дарвин (1731 — 1802 гг.), дед великого осно­воположника эволюционного учения Чарлза Дарвина, был выдающимся практикующим врачом, известным в свое время натуралистом и философом. Дружеские от­ношения связывали его с изобретателем паровой маши­ны Уаттом, со знаменитым химиком Пристли, он переписывался с Руссо и Франклином. Эразм Дарвин слыл большим оригиналом — с двумя своими друзьями он основал «Лунное научное общество», которое собира­лось на свои заседания в день полнолуния, разъезжал он в карете с верхним светом и с приспособлением для чтения... Свои научные наблюдения и размышления (в известной мере предвосхищавшие эволюционную теорию великого внука) этот эксцентричный джентльмен обыч­но облекал в форму поэм. Одну из них под названием «Храм природы» в 1911 г. перевел на русский язык зо­олог и поэт Н. А. Холодковский. Некоторое представ­ление об этом произведении дает, например, такой от­рывок:

Вот встала вновь Урания святая

С крылатой Музой; красотой блистая,

Идут по залам и дворам...

…

Они следят, как кислород с азотом

Вступают, воздух образуя, в связь...

Как рассказывают, Э. Дарвин считал, что время от времени следует проводить самые дикие эксперименты. Из них почти никогда ничего не получается, но если они удаются, то результат бывает потрясающим. Руковод­ствуясь этой идеей, он играл на трубе перед своими тюльпанами. Увы! Обнаружить хоть малейшее влияние музыки на цветы ему не удалось.

Конечно, это было чудачеством, хотя, надо сказать, энтузиасты «облучения» растений и животных музыкой не перевелись и по сей день — время от времени появляются сообщения о повышении удоев с помощью соль-минорной симфонии Моцарта или об увеличении веса помидоров под воздействием бетховенских сонат. Но думается, что основа безумной идеи английского энциклопедиста вполне здравая: «потрясающие» по своей необычности, новизне, непредсказуемости, а зачастую и по своей значимости открытия очень часто совершаются случайно. И действительно, как можно планомерно и целенаправленно ставить опыт по обнаружению совершенно нового явления, явления, о котором не имеешь ни малейшего представления, явления, никак не следующего из существующих теорий? Ведь постановку подобного опыта можно было бы охарактеризовать известной по детским сказкам формулой: «Пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что»!

В истории физики, как, впрочем, и в истории других наук, можно найти великое множество примеров случайных открытий, сыгравших в дальнейшем исключительно важную роль, — кто не читал, к примеру, о «лягушечьих опытах» Гальвани или об обнаружении рентгеновских лучей. Элемент случайности, неожиданности великого свершения, как правило, обыгрывается в научно-популярной и научно-художественной литературе. И понятно, ведь это то самое «и вдруг», которое так драматизирует, расцвечивает повествование. К тому же такое «и вдруг» во многом облегчает работу рассказчика: чем доискиваться истоков открытия в потребностях общества, во внутренней логике развития науки, в облике и интересах самого первооткрывателя, несравненно проще ограничиться фразами вроде: «и вдруг X увидел…» или «и тут У случайно обратил внимание на…».

В успехе, если он случаен, роль везения, естественно, очень велика. Но как-то обидно было бы сознавать, что в конечном счете везению, слепому случаю мы обязаны столь многими блестящими достижениями науки, необозримой россыпи ее плодов, без которых уже немыслима даже наша повседневная жизнь. Неспроста же народная мудрость утверждает, что везет обычно, мягко говоря, не слишком глубоким мыслителям. Несколько безрадостна и сама собой напрашивающаяся при таком взгляде мысль о том, что научный и технический прогресс мог бы достигнуть в наше время гораздо больших высот, если бы с тем или иным крупным открытием человечеству повезло значительно раньше, если бы удалось открыть нечто неизвестное и по сей день лишь из-за того, что просто пока не представился счастливый случай.

Не следует, однако, думать, что развитие науки предъявляет собой лишь цепочку открытий, будь они случайные или закономерные. Открытия — узловые точки научного прогресса, ее кульминационные пункты, так сказать, праздники в многотрудной повседневной работе огромного интернационального сообщества ученых. Эта работа как предваряет открытие, создает для него почву, так и обеспечивает его восприятие, верификацию, усвоение и развитие. И такая деятельность не менее, если не более, трудна и важна, чем поиск первооткрывателя.

Мы уже множество раз повторили слово «открытие». Неплохо бы, наконец, все-таки пояснить, что подразумевается под этим термином. Конечно, дать строгое и исчерпывающее определение столь емкому и многогранному понятию, как научное открытие, далеко не просто. В утвержденном Советом Министров СССР 21 августа 1973 г. «Положении об открытиях, изобретениях и рационализаторских предложениях» говорится: «Открытием признается установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания».

Несколько по-иному сформулировала в 1976 г. определение Всемирная организация интеллектуальной собственности — ВОИС (наша страна — активный член этой организации): «Под научным открытием понимается установление свойств и законов материальной Вселенной, до сих пор не познанных». Еще более широко трактует это важное понятие Большая советская энциклопедия: «Научное открытие — новое достижение, совершаемое в процессе познания природы и общества».

Сколь закономерны и сколь случайны научные открытия? Этот вопрос — лишь малая часть важнейшей общефилософской проблемы соотношения между необходимостью и случайностью, между необходимостью и свободой воли, между детерминизмом и индетерминизмом, проблемы, над которой человечество не перестаёт размышлять с незапамятных времен.  По словам В. И. Ленина, «тысячелетия прошли с тех пор, как зародилась идея «связи всего», «цепи причин» (Полн. собр. соч., т. 29, с. 311). Такую идею настойчиво подсказывали наблюдения за гармоничностью окружающего мира, за взаимообусловленностью событий, процессов, явлений и, главное, общественно-трудовая практика людей, в ходе которой люди научились планомерно, целенаправленно и с уверенностью в конечном результате своей работы изготовлять орудия труда, выращивать растения, разводить животных, изменять ландшафт. Уже великий материалист древней Греции, основоположник атомистического учения Демокрит (около 460 — 370 гг. до н. э.) ясно сформулировал понятие детерминизма: «Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости».

Демокрит заявлял, что одно причинное объяснение он предпочитает обладанию персидским престолом. И это не было лишь декларацией. Философ много путешествовал, беседовал со знаменитыми мудрецами во многих странах. Всю свою жизнь посвятил он поискам «причин вещей». Наверное, эти поиски и привели его к атомистике. Очень может быть, что рассуждал он примерно так, как спустя два тысячелетия другой великий классик атомистики Дж, К. Максвелл. Вот это рассуждение. Теория, по которой тела, кажущиеся сплошными и однородными, таковы и на самом деле, не способна к развитию, она не может объяснить свойств тела, а способна только принять их за данное. Причинно объяснить свойства можно только «изнутри», лишь исходя из предположения, что тело построено из каких-то движущихся по определенным законам невидимых глазом составляющих (на современном языке теории первого типа называются феноменологическими, а второго — микроскопическими).

Демокритова идея «сквозной» необходимости, требующая для всего без исключения рационального причинного объяснения, бесспорно необычайно привлекательна. Но как же быть с тем, что происходит непредвиденно, неожиданно, так сказать, само по себе, с тем, что иногда происходит, а иногда нет, словом, с тем, что принято называть случайным? Ответ Демокрита прямолинеен и категоричен — никакой случайности вообще не существует, случайным люди считают то, чего они не знают или не понимают: «они измыслили идол случая, чтобы пользоваться им как предлогом, прикрывающим их собственную нерассудительность».

Однако так просто со случайностью не разделаешься. Это, видимо, осознавал и сам Демокрит. Начало его нерасторжимой причинной цепи оказывалось беспричинным. Вмешательство божественной воли Демокрит как материалист отвергал. Вот и приходилось ему само возникновение причинной цепи, т. е. собственно всего мироздания, видимо, скрепя сердце, признавать случайным. В общем, вместо множества «мелких» случайностей возникала одна, но зато космических масштабов.

И было еще одно слабое место в этом античном учении о сквозной необходимости. Оно приводило к фатализму, отрицанию свободы воли человека, его способности делать выбор, принимать альтернативные решения. На эту трудность не преминули указать другие философы, и в их числе великий энциклопедист древности Аристотель (384 — 322 гг. до н. э.): если нет случайности, а все существует и возникает из необходимости, «тогда не пришлось бы ни совещаться, ни действовать для того, чтобы, если поступить так, было одно, а если иначе, то не было этого».

Ни один из мыслителей последующих эпох не обошел этой интригующей коллизии необходимого и случайного. Но задача не поддавалась решению, вырваться из порочного круга никому не удавалось — либо необходимость, ведущая к фатализму, либо случайность, открывающая дорогу хаосу и индетерминизму. Ситуацию можно уподобить вековым попыткам доказать пятый постулат Евклида о параллельных прямых, постулат, введенный отцом математики незадолго до философского учения Демокрита. Примечательно, что и решение обе эти задачи получили приблизительно в одно время. В 1826 г. экстраординарный профессор математики Казанского университета Николай Иванович Лобачевский (1792 — 1856 гг.) показал, что пятый постулат Евклида недоказуем и, более того, необязателен — без него также может быть построена стройная и непротиворечивая геометрия, но только другая, неевклидова. Вопрос же о том, какая из геометрий соответствует действительности, компетенции математики не подлежит, а может быть решен лишь на основе данных астрономических или физических измерений.

А лет за десять до этого путь к решению старой философской проблемы нашел профессор философии Гейдельбергского университета Георг Вильгельм Фридрих Гегель (1770 — 1831 гг.). Его решение по смелости и гениальности не уступало решению Лобачевского.

Как и Лобачевский, Гегель понял, что основная ошибка предшественников — метафизическая абсолютизация сложившихся представлений. Математики были убеждены: утверждение о том, что на плоскости через точку вне прямой можно провести лишь одну не пересекающуюся с первой прямую, — абсолютная истина. Всё дело лишь в том, думали они, как это доказать. Философы же со своей стороны абсолютизировали понятия необходимого и случайного, не помышляли об их относительности, взаимопереходах, зависимости от конкретного содержания. Естественно, что логически безупречные манипуляции с неверно понимаемыми понятиями и приводили их к парадоксам типа противоречия между всеобщей причинной связью и свободой воли. Гегель же, как писал Ф. Энгельс, «выступил с совершенно неслыханными до того времени положениями, что ...случайное необходимо, что необходимость сама определяет себя как случайность и что, с другой стороны, эта случайность есть скорее абсолютная необходимость» (К. Маркс, Ф. Энгельс. Соч., т. 20, с. 535). Действительно, на первый взгляд утверждения такого рода представляются по меньшей мере странными. Но анализ буквально любой конкретной ситуации убеждает в правильности этого диалектического вывода Гегеля. (Наглядно иллюстрируют это положение приводимые далее примеры из истории физических открытий.)

Свою философскую систему великий немецкий мыслитель строил на совершенно неверных, идеалистических, фантастических, даже мистических принципах. По Гегелю, природа — «инобытие» некоего таинственного «мирового разума», «абсолютной идеи» — «абсолютная лишь постольку, поскольку он абсолютно ничего не способен сказать о ней», — саркастически заметил Энгельс (К. Маркс, Ф. Энгельс. Соч., т. 21, с. 277). Но в отличие от царства чистой логики, где обитает абсолютная идея и где понятия развиваются с непогрешимой необходимостью, природа как инобытие идеи в несвойственном ей материальном мире груба и несовершенна, а посему в вещественное отражение развития идеальных понятий вклинивается много случайного, необязательного, нелогичного.

Конспектируя гегелевскую «Науку логики», В. И. Ленин отметил на полях: «Гегель гениально угадал диалектику вещей (явлений, мира, природы) в диалектике понятий... Именно угадал, не больше» (В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 29, с. 178 — 179).

Гениальная догадка Гегеля явилась своего рода случайным открытием в философской науке, случайным, поскольку философ пришел к нему, анализируя надуманный и не имеющий ничего общего с действительностью процесс развития «наделенной деятельным началом» мистической абсолютной идеи. Надо, впрочем, сказать, что в истории науки ситуации, когда ученый получает верные и очень важные результаты, исходя из совершенно неверной теории, не так уж редки. Яркий, пример этому — открытие второго начала термодинамики С. Карно, основывавшим свои рассуждения на совершенно неверной теории теплорода.

Отбросив весь идеализм и всю мистику гегелевского учения, марксистская философия взяла на вооружение, развила и углубила диалектический метод. Однако, как неоднократно подчеркивали основоположники марксизма-ленинизма, диалектика ни в коей мере не является универсальным средством доказательства истинности каких-то положений, представлений. Наоборот, этот метод выступает в качестве мощного средства постижения истины, анализа самых сложных и запутанных вопросов. Именно диалектический метод, перенесенный на материалистическую почву, позволил К. Марксу раскрыть глубинные естественно-исторические законы, управляющие развитием человеческого общества. «Продолжение дела Гегеля и Маркса, — писал В. И. Ленин, — должно состоять в диалектической обработке истории, мысли, науки и техники» (В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 29, с. 131).

Эта задача, сформулированная В. И. Лениным еще в начале века, приобретает особо важное значение в современную эпоху научно-технической революции, когда наука оказывает столь мощное воздействие на судьбы мира, Весьма актуальным в этой связи становится и анализ соотношения закономерного и случайного в развитии науки, в истории научных, в частности, физических открытий. Но такой анализ должен, быть не отвлеченно-абстрактным или основываться на получивших широкое хождение «мифах», а, напротив, должен базироваться на вполне конкретном и обширном материале, содержащем, насколько это возможно, наиболее полные и достоверные сведения о действительных обстоятельствах, в которых было совершено открытие, о путях, которые к нему привели, о состоянии развития соответствующей области науки в данный период и, наконец, о творческом облике первооткрывателя.

Мы расскажем об открытиях Л. Гальвани, X. К. Эрстеда, В. К. Рентгена, А. Беккереля, ставших классическими случайностями в истории физики, а также о некоторых других, не ставших столь легендарными, но тем не менее выдающихся физических открытиях, и попытаемся сделать некоторые выводы общего характера. То, что речь пойдет только об экспериментальных открытиях, не означает, конечно, что в отношении открытий теоретической физики этот вопрос не представляет интереса, неправомерен или лишен смысла. Думается, однако, что в силу своеобразия специфики теоретические открытия требуют отдельного рассмотрения.