Данная статья относится к Категории: Построение научных моделей
Одна из ранних стадий разработки научных моделей – метафоры.
«Метафоры в науке определяют целые исследовательские программы, иногда на столетия. […] Каждое время рождает свои метафоры. Мы живём в эпоху сетей. Когда-то это слово означало рыболовную снасть («Тятя, тятя, наши сети притащили мертвеца») или в переносном значении - нечто, что опутывает («Он попал в сети любовной страсти»). А сейчас любая компания, общество, живой организм, экономика или даже весь мир видятся учёным как «сеть отношений»: они подчиняются «сетевой логике». Вполне вероятно, что через несколько лет на месте сетей окажется что-то другое. […]
01. А бедный кот сидел ни жив ни мёртв
Образ: Кот, который находится в запертом ящике - одновременно и живой, и мёртвый. Теоретически кота можно заменить хомяком или декоративной крысой, но физики почему-то любят именно котов.
Научный смысл: Квантовая механика предполагает, что атомное ядро может находиться одновременно в двух состояниях - распавшемся и нераспавшемся Эксперимент придумал австрийский учёный Эрвин Шрёдингер в 1935 году. Суть его в следующем: берем кота, запираем на час в ящик. Туда же, кроме кота, помещаем радиоактивный атом, счётчик Гейгера и ампулу с ядовитым газом. Ядро атома должно распасться за час с вероятностью в пятьдесят процентов. Если ядро распадается, счетчик Гейгера реагирует на радиацию и открывает ампулу с газом. Кот, натурально, умирает. Если ядро не распадаётся, кот бодр и здравствует. […]
02. Бабочка крылышками бяк, бяк, бяк
Образ: Бабочка, взмахивающая крыльями в Бразилии, может вызвать торнадо в Техасе.
Научный смысл: Незначительное воздействие на детерминированно-хаотическую систему может иметь большие и непредсказуемые последствия где-нибудь в другом месте и в другое время. Всё началось с дотошности. В 1961 году американский метеоролог и математик Эдвард Лоренц сидел перед архаичным компьютером и пытался составить прогноз погоды. Один из параметров имел значение 0,506, но Лоренц решил ввести более точное число - 0,506127. В результате получился совершенно другой погодный сценарий.
Бабочка появилась чуть позже. Лоренцу надо было делать доклад на заседании Американской ассоциации содействия развитию науки, и он решил не грузить публику конструкциями типа «инвариантное множество в трёхмерном фазовом пространстве гладкого потока со сложной топологической структурой», а использовать что-то более романтическое. Кто-то из коллег посоветовал ему воспользоваться образом бабочки. Очевидно, это хрупкое насекомое проникло в научный дискурс из рассказа Рэя Брэдбери «И грянул гром». Там герой попадает в эпоху динозавров и случайно наступает ногой на бабочку. Вернувшись в настоящее, он обнаруживает, что в политике США произошли радикальные перемены… […]
03. Все мы шестерёнки
Образ: Много-много шестерёнок и колёсиков слаженно работают, отсчитывая часы, минуты и секунды.
Научный смысл: Общество, Вселенную и другие явления можно рассматривать как единую взаимосвязанную систему, состоящую из отдельных элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию. Впервые Вселенную сравнил с часами английский философ Томас Гоббс, хотя ещё больше он любил уподоблять им общество. Чтобы понять, как работают часы, писал Гоббс, нужно думать не о том, кто их сделал и зачем, а разобрать их и изучить свойства и взаимосвязь деталей. Для науки XVII века эта мысль оказалась революционной, и учёные с упоением начали разбирать любые явления на детали и изучать их связи друг с другом. Природа, которая раньше была тенью высшего мира, вдруг оказалась гигантским механизмом. […] У приземлённых англичан модную метафору позаимствовали французские просветители. Им очень нравился рациональный стиль мышления, а тут оказалось, что вся природа устроена рациональным образом. Декарт описал животных как бездушные автоматы, а Ламерти самого человека объявил не образом божьим, а машиной из мяса и костей. Часы стали первой метафорой и для научной психологии: Лейбниц учил, что душа - тоже часы, которые создатель хитро синхронизировал с часами-мозгом, так что они всегда показывают одно и то же, хотя напрямую и не связаны друг с другом. […]
04. Суп, который нас породил
Образ: Кипящий на плите наваристый бульон, помешиваемый рачительной хозяйкой.
Научный смысл: Жизнь зародилась из раствора относительно простых веществ, содержавшихся в древнейших водоемах. Налейте воды в большую ёмкость. Добавьте туда метана, аммиака и солей по вкусу. Подогрейте, не доводя до кипения. Постоянно помешивайте на протяжении миллионов лет. Приправьте электрическими разрядами и космической радиацией. Получившееся блюдо подавать с гарниром из свежей эволюционной теории и молекулярной генетики: примерно так звучит один из возможных рецептов приготовления жизни на Земле. Фразу про бульон вбросил в научный язык Александр Опарин. В 1922 году двадцативосьмилетний физиолог растений сделал доклад на собрании Русского ботанического общества, а в 1924-м опубликовал монографию «Происхождение жизни». Где и сравнил водоёмы древней Земли с бульоном. Гипотеза Опарина вот в чем: четыре миллиарда лет назад океаны были насыщены неорганическими солями, из которых под действием электрических разрядов, радиации и высокой температуры образовались разнообразные органические молекулы. Раствор этих молекул в воде Опарин и назвал «первичным бульоном». Из него потом «сварились» первые примитивные организмы. Гипотеза Опарина принесла ему прижизненную славу классика биологии, на его лекции в любой стране мира приходили тысячи людей, его узнавали в лицо на улицах, чествовали нобелевские лауреаты. […]
05. Читал геном, много думал:
Образ: Книга, которую пишут, издают и читают.
Научный смысл: Система кодирования наследственной информации живых организмов. Геном логичнее сравнивать не с книгой, а с компьютерной программой. Всё-таки наши гены не просто собирают пыль на полке, как «Война и мир», а постоянно работают согласно заданному алгоритму. Но во времена расцвета генетики компьютеры были ещё малоизвестны. К тому же между издательским и генетическим процессами можно найти немало аналогий. […]
06. Шар не притягивает - он искривляет
Образ: На натянутую простыню кладут тяжёлый шар. Простыня провисает, и что на неё теперь ни положишь, неизбежно скатывается к шару.
Научный смысл: Теория Эйнштейна гласит, что все тела, обладающие массой, искривляют вокруг себя пространство, чем обеспечивают гравитацию. […]
07. Перезагрузить душу
Образ: Персональный компьютер с клавиатурой, монитором, хард-диском и оперативной памятью. В крайнем случае можно заменить ноутбуком, коммуникатором или айпадом.
Научный смысл: В основе нашей психики лежит сложный процесс переработки информации. Психология, как известно, наука о душе, вот только никто не знает, что такое душа. Предметы, с которыми имеет дело психология, не увидишь и не пощупаешь, поэтому тут сплошь и рядом приходится иметь дело с метафорами. Личность человека пытались уподобить колеснице, государству, трехэтажному дому, паровой машине и даже системе химических элементов. Как правило, лучшей моделью для психики служило самое сложное техническое устройство, которое имелось в наличии. До того как в мир пришли первые компьютеры, в психологии преобладали «водяные» мотивы. Американский философ и психолог Уильям Джеймс удачно сравнивал наше сознание с потоком, а Фрейд - с гидравлической системой, по трубам которой вместо воды текут желания и влечения. Если не знать, как правильно регулировать краны, трубу может прорвать! Просто, слишком просто: В конце концов, отчаявшись изучить невидимую душу, для которой никак не находилось подходящей метафоры, психологи перешли к исследованию поведения. И только компьютер вернул учёным интерес к внутреннему миру: они быстро поняли, что психические процессы теперь можно описывать языком информатики. Тон в научной психологии стала задавать область под названием «когнитивная психология», сделавшая предметом своего изучения процессы переработки информации. И тут компьютерная метафора оказалась как нельзя кстати. Например, память разделили на кратковременную (по аналогии с оперативной у компьютера) и долговременную (по аналогии с записью информации на постоянные носители). И скоро все забыли, что это была лишь метафора.
Изучая психологию по новым учебникам, можно подумать, что между процессом мышления и переработкой информации нет разницы, а память человека очень похожа на флешку. Энтузиасты пытаются создать машину с интеллектом, не отличающимся от человеческого, на основе схем мышления как переработки информации, предложенных психологами. И в результате нередко воспроизводят не столько реальную логику мышления, сколько логику старых компьютеров.
08. Наши предки лезли в дырку
Образ: Бутылочное горлышко, в которое может пролезть только что-то очень маленькое.
Научный смысл: Резкое сокращение численности какого-либо вида с последующим его ростом. Время от времени численность представителей homo и его предков резко, за десятки тысяч лет, сокращалась на 70-90%. Изучение ДНК человека доказало, что в эволюции было как минимум два таких «горлышка»: геном человека по сравнению с другими древними млекопитающими содержит очень мало вариаций. То есть в недалеком по палеонтологическим меркам прошлом человечество находилось на грани вымирания, в связи с чем утратило солидную часть геномных вариаций. […]
Бутылочное горлышко - метафорическое обозначение периода, когда сочетание негативных факторов (изменение климата, голод, природные катаклизмы) приводило к резкому снижению численности наших предков. Из антропологии понятие «бутылочное горлышко» перекочевало в другие науки. Его используют для обозначения самого узкого места в системе, сквозь которое проходит лишь небольшой процент людей, мнений или вещей. Например, бутылочное горлышко образуется у входа на эскалатор метро в час пик. Благо для его преодоления требуется время, исчисляемое в реальных, а не палеонтологических масштабах.
09. Надуть Вселенную
Образ: Воздушный шарик с нарисованными звёздочками (теоретически может быть заменен презервативом).
Научный смысл: С момента Большого взрыва космическое пространство однородно расширяется в масштабах всей Вселенной, причем последние пять миллиардов лет расширение идет всё быстрее и быстрее. Кстати, в 2011 году Нобелевская премия по физике была присуждена именно за доказательство ускоренного расширения Вселенной. […]
10. Автоматы на деревьях
Образ: Натуральные числа, верхние пределы, мнимая единица и другие термины из учебника математики.
Научный смысл: Всё реальное и нереальное. Если, читая этот текст, вы на минуту остановитесь и подумаете о том, что такое обычное натуральное число, например единица, вы поймёте, что это уже метафора. Это символ, который получает вещественный смысл, лишь когда мы считаем что-то конкретное. Посмотришь, бывало, на палец и подумаешь: «Один палец». По большому счёту любой язык - это метафора, а математика - особенно. Математики, как никакие другие учёные, обожают использовать привычные всем слова для обозначения своих странных конструкций».
Константинов А. и др. 10 главных метафор науки, журнал «Русский репортёр», 2012 г., N 18, с. 50-55.
Если публикация Вас заинтересовала - поставьте лайк или напишите об этом комментарий внизу страницы.
+ Ваши дополнительные возможности:
СТРАТЕГИИ ТВОРЧЕСТВА / КРЕАТИВА
Плейлист VIKENT.RU из 11-ти видео
Ваша свободная подписка на видеоканал VIKENT.RU 1-м кликом