Всё и разум. Научное мышление для решения любых задач

Най Билл

Моему читателю, должно быть, очевидно, в чем разница между информацией и ее применением, однако общество в целом не всегда это понимает. На свете много шарлатанов и сектантов, способных выдавать ложные сведения и предрассудки за факты и логику. Я постоянно встречаю людей, которые отстаивают свою личную версию происхождения вселенной и человечества и тоже пытаются выдавать ложные сведения и предрассудки за факты и логику. Я сейчас говорю не об обычных верующих – я говорю о тех, кто приплетает общепринятые научные концепции к своим собственным квазифизическим теориям Большого взрыва (или черных дыр, или каких-то тайных способов «исправить» теорию относительности Эйнштейна). Кроме того, я часто – хотелось бы пореже – встречаю людей, которые эксплуатируют вырванные из контекста

научные идеи для продвижения никчемных товаров, пропаганды политических догм, противоречащих объективным фактам, для запугивания общества или оправдания сексистских или расистских предрассудков, а еще чаще слышу о таких случаях. Иногда эти люди искренне убеждены, будто занимаются наукой, но на самом деле это не так. Подчас они даже причисляют себя к ботанам – но и это, конечно, не так. Они овладели жаргоном физиков и биологов, но не потрудились изучить классическую науку и современные представления о звездах и пространстве-времени, где эти звезды обитают.

И еще одна важная оговорка: всем нам вместе и каждому в отдельности легко сделать ложные выводы на основании слишком маленького набора фактов. Поверхностное знакомство с ботанским образом мысли этому, к сожалению, лишь способствует. Если вы выключили свет в своей комнате и в этот самый миг на улице под окном столкнулись две машины, легко сделать вывод, будто это вы вызвали аварию, выключив свет. Возникнет искушение дать себе зарок никогда больше не притрагиваться к выключателю, по крайней мере, когда мимо едут машины. Или дождаться, когда мимо проедет особенно вредный сосед, и защелкать выключателем изо всех сил.

Разумеется, это предельный случай, и всем очевидно, что проводить причинно-следственные связи здесь нельзя. Думаю, читатели без труда сделают вывод, что выключатель в доме, скорее всего, не имеет никакого отношения к вниманию за рулем (если, конечно, ваш выключатель не включает мощный прожектор, который светит прямо в лобовое стекло проезжающим автомобилям, а тогда выключите его поскорее, пожалуйста). Но что, если речь идет о явлении куда более сложном – например, если вы читаете, что люди, регулярно пьющие красное вино, меньше подвержены риску инфаркта? Или что у людей с тем или иным цветом кожи в среднем ниже IQ? А ведь бывали времена, когда очень влиятельные исследователи были убеждены, что между этими фактами есть связь. Можно ли им верить?

В случае подобных ложных корреляций одержимость деталями, свойственная ботанам, увы, не помогает. Читатель вправе заметить, что и связь между занятиями наукой и ботанским складом характера – тоже ложная корреляция: ботаны обожают детали и мастерски ими пользуются, но если ты обожаешь детали, это не значит, что ты умеешь мыслить критически, как ученый-ботан. Поиски причинно-следственных связей, одна из фундаментальных в физике, требуют усердия и внимания. Но и тогда нужно быть постоянно начеку: не самообман ли это? Мало просто заучить несколько новомодных научных словечек или завести себе ботанское хобби. Невозможно изменить мир к лучшему, если не можешь разобраться, как правильно это сделать.

Когда я поступил в десятый класс престижной школы «Сидуэлл Френдс» в Вашингтоне, то и не подозревал, что все это вот-вот на меня обрушится. До этого я ходил в другие, обычные государственные школы в округе Колумбия, которые стремительно деградировали из-за неумелого руководства тогдашнего главы отдела народного образования, печально знаменитого Мариона Барри; впоследствии он несколько раз избирался на пост мэра Вашингтона, несмотря на обвинения в наркомании. Когда в соседней государственной школе застрелили ученика, мои родители решили, что надо что-то менять. Поэтому они решили отправить меня в частную школу и выбрали «Сидуэлл Френдс».

Мне пришлось попотеть, чтобы догнать соучеников и доказать, что я достоин там учиться. Однако через год я вполне освоился в новой школе. Мне вручили круглую логарифмическую линейку как ученику, достигшему «наибольшего прогресса» по математике. Для меня это было двойное признание. Мало того что я смог удержаться в школе, где программа была гораздо сложнее прежнего, – меня окружала культура, где ценились числа, умение видеть картину в целом и все прочие ботанские штучки, которые были мне так дороги – и дороги сейчас.

И это случилось. Я влюбился. Я влюбился в физику (-зику?) на уроках мистера Лэнга.

Как-то раз в одиннадцатом классе мы с моим приятелем Кеном Северином делали по собственной инициативе лабораторную работу – проверяли формулу для периода колебаний маятника, определяя, сколько секунд ему надо, чтобы качнуться. Если вы готовы следить за ходом нашей мысли, то этот период пропорционален квадратному корню отношения длины струны, цепочки или веревки, на которой висит груз, к ускорению свободного падения. (Если это для вас китайская грамота, посмотрите в Интернете. Уравнение маятника – лишь один из мириад интересных физических фактов и формул – актов и ормул? – в Сети.) Мы сделали маятник. Вроде бы все шло хорошо, однако сопротивление воздуха и трение волокон веревки сильно тормозили наш первый опытный образец, и нам это не понравилось. Тогда мы подвесили маятник на длинной веревке, тянувшейся из-под самого потолка. Оккупировали лестничный пролет и повесили веревку на четыре этажа, прицепив к ней тяжелую гирю. И тогда оказалось, что мы двигались в верном направлении: уравнение предсказывало период колебания нашего маятника с приятной точностью. Ощущение было такое, что мы раскрыли великую тайну мироздания.

Наука и так называемое «критическое мышление» – термин, возникший не так давно, – требуют усердия и самодисциплины. Мы, люди, так славно устраиваем свою жизнь здесь, на Земле, благодаря способности делать прогнозы, выявив природные закономерности, а затем применять их себе на благо. Представьте себе, насколько проще вести крестьянское хозяйство, если умеешь считать дни и понимаешь, что такое времена года: точно знаешь, когда лучше всего сажать посевы и собирать урожай. Представьте себе, насколько проще стало первобытным людям охотиться, когда они уловили закономерности миграции дичи – главного источника белка в их рационе. Представьте себе, насколько интереснее было нам с Кеном Северином глядеть, как качается наш маятник, когда мы поняли, что он качается именно так, как мы предсказали, поскольку мы своими глазами увидели, как прекрасен причинно-следственный научный анализ: он и вправду работает!

Так совпало, что в тот день я должен был сходить к врачу на прививку, но из-за эксперимента застрял в школе, и родители меня потеряли. Потом оказалось, что нас с Кеном битый час вызывали по школьной громкой связи, но мы ничего не слышали. Мы так увлеклись своим экспериментом, приходили в полнейший ботанский экстаз при каждом щелчке секундомера, каждом движении логарифмической линейки – это было задолго до электронных калькуляторов, не говоря уже о компьютерах в школьных кабинетах. Не то чтобы мы с каждым колебанием маятника узнавали что-то новое, что-то такое, чего до нас никто не знал. Нет, мы просто учились. Но сам процесс, но чистая радость познания! Каждая деталь нашего эксперимента говорила нам чуть больше о синусах, косинусах и тангенсах, о сопротивлении воздуха, о терпении. С этим ничего не сравнится: я не представляю себе занятия более вдохновляющего, чем наука.

Я так увлекся по двум причинам. Прежде всего, я впервые столкнулся с предсказательной мощью физики. Мы часто прибегаем к метафоре маятника в политике и при всякого рода общественных коллизиях, но смысл этой метафоры чисто импрессионистский: когда-нибудь, рано или поздно, все снова изменится. А в физике движение маятника имеет конкретный математический смысл. Если аккуратно зарегистрировать все исходные данные эксперимента, можно точно предсказать, насколько маятник отклонится и когда он вернется на место. Если ты так же прилежен, как французский физик XIX века Леон Фуко, то при помощи качающегося маятника можно доказать, что Земля вращается, и даже определить, далеко ли ты находишься от экватора. Поработай с формулами еще немного – и сумеешь измерить, как наша вращающаяся планета искажает пространство и время вокруг себя: именно это сделал спутник НАСА Gravity Probe B. А все благодаря тому, что кто-то взял себя в руки и разобрался, как ведет себя гиря на веревочке.