Кросс-дисциплинарность, или стык разных областей знания, или работа в смежных науках — ситуация, когда к решению одной проблемы нужно либо подключить ученых, получивших разное образование, либо одному ученому освоить два (и более).
Как работает кросс-дисциплинарность
Есть два случая, приводящих к необходимости методов на стыке областей наук. С первым столкнулся Алексей Екимов — доктор физико-математических наук по теме «Квантовые размерные явления в полупроводниковых микрокристаллах». Для экспериментов по оптической ориентации спинов электронов и ядер в полупроводниках потребовались поляризационные стекла с точно известными свойствами. Эксперименты — чистая физика, а стекольное производство — очень специфическая химия. Алексей Иванович изучил технологию производства окрашенного стекла и впервые в мире изготовил материалы, содержащие четрырехнанометровые кристаллы примесей в 1981 году, в Государственном оптическом институте имени Сергея Вавилова в Петербурге. Результат побочного химического производства оказался все-таки связан с квантовой физикой, за что Алексей Екимов получил Нобелевскую премию по химии в 2023 году. Это яркий пример проблемы: истина находится где-то на стыке знаний и ее изучение требует разнообразных компетенций.
Другой случай, например, — доказательство нарушений неравенств Белла, за которое присуждена Нобелевская премия по физике в 2022 году. Проблемой в экспериментах Алена Аспе, Джона Клаузера и Антона Цайцлингера заключалась в возможных утечках достоверности. В принципе, достоверность опытов оценивают по их повторяемости и сходимости. Факт реальности — это повторяемое и объективное явление. Логично, что если с повторяемостью эксперимента при одинаковых условиях есть проблемы — достоверность утрачена. Но эксперимент должен сохранять результат и когда его проводят другие люди в другой лаборатории, с другими инструментами — это называют сходимостью. Так меньше шансов повторить одну и ту же ошибку. Однако, когда в опыте в разных лабораториях используется одна и та же теория, один метод, похожие инструменты и студенты из одного вуза — шансы растиражировать ошибку высоки. И тут приходят на помощь другие науки со своими уникальными атрибутами.
В экспериментах Аспе, Клаузера и Цайцлингера утечку достоверности, то есть возможность парам запутанных электронов или фотонов заранее «договориться» о положениях своих спинов, устраняли при помощи социологии, астрономии и теории игр. Если утечка существует, то она родилась в ранней Вселенной и повелевает умами лаборантов и случайных людей в мире, что признано шизофренической возможностью и факт засчитан достоверным — частицы нарушают локальный реализм Вселенной. Что не останавливает ученых от дальнейших поисков утечки с привлечением новых наук.
Настоящий сплав науки и искусства
Учебники
Обычно в учебники попадает информация, которая уже известна из научных статей. Но иллюстрации к учебникам по анатомии, морфологии животных и растений или антропологии — исключение. Одно дело — знать, каким атрибутами обладают древние люди, а совсем другое — изобразить их красиво и достоверно. Французский иллюстратор Пьер Жубер создал образы первобытных людей такими, что с ними хочется познакомиться. А позволяет это сделать только антропология. В своем подъезде таких прекрасных персонажей не встретить.
Про архаичную историю человечества известно не всё, поэтому некая доля художественного вымысла тут необходима. А в случае иллюстрированных атласов по анатомии или съедобным грибам Ленинградской области — все хорошо известно. Однако, люди и грибы изменчивы. Художнику нужно уловить ключевую форму морфологии изменчивых организмов, чтобы студент узнал селезенку и у человека массой 30 кг, и у того, кому за 300 кг, всегда мог отличить вешенку от поганки. Это сознание нового знания о мире в виде формы, хотя знание в виде текста уже было установлено.
Изображение черной дыры
Жан Пьер Люмине - французский физик, рассчитавший вид черной дыры на компьютере еще в 1979 году. Однако графических программ тогда еще не было. Каждая точка , это просто три числа списком. Чтобы создать изображение черной дыры для научной статьи, Жану Пьеру пришлось на белом листе нанести расчетную интенсивность тушью, сфотографировать и распечатать негатив. В этой работе немного от искусства: ракурс и навык работы с тушью. Но вы попробуйте повторить успех Люмине и поймете, что это ой как не просто.
Позже появились компьютерные модели от самого Люмине, от Кипа Торна для «Интерстеллара» и настоящие «фотографии» двух черных дыр. Работы Жана Пьера тушью легко с равнины со всем этим, что является знаком качества для научного искусства.
Кроме того, читая научные статьи Люмине, можно почувствовать, какую любовь он вкладывал в свою работу. Если бы все авторы статей в Science так писали, научные коммуникаторы были бы не нужны.
Искусство жить красиво
И снова Франция. Физик Жерар Лиже-Белэр из Университета Реймса Шампань-Арденн живет жизнью, которой мог бы позавидовать каждый: пьет шампанское на работе, за что получает деньги, статус ученого и уважение. Жерар не имеет никакого отношения к искусству — он чистый физик, не рисует иллюстраций, песен не поет. Однако объект его изучения абсурден для науки. Шампанское, его пузырьки, скорость пробки и оптимальный режим охлаждения — объективные и повторяемые знания о мире, которым предана законная сила, но… Они бесполезны. Это не величайшие загадки природы, а… искусство жить красиво.
Как не работает кросс-дисциплинароность
Идиллию дружбы между науками нарушают случаи, которые выглядят похожими на стык знаний, но на самом деле к нему не относятся.
Математическая лингвистика
Можно стать профессионалом любой отрасли, сделав по образцу коллег по цеху, если только вам знаком язык на котором они выражаются. Математика — язык науки, лингвистика — язык человека, но что на счет языка математики? Это чистая лингвистика, несмотря на то что, многие пытаются присвоить ей кросс-дисциплинарность.
Изначально вы решили писать плюс так «+», а знак умножения так «х», но потом написали «4хх» и запутались. Это «4 умножить на икс» или «4 икс квадрат»? Тогда сообщество математиков приняло консолидированное решение — не писать знак умножить вообще. И теперь «х:4х» это 1/4 или «икс квадрат делить на 4»? Отвечая на этот вопрос, вы можете снова собрать все мнения всех математиков мира и попытаться их примерить. Ну или просто запретить писать многозначными выражениями. Это ситуация, характерная для любого языка — он изменчив, но должен быть понятен всем. Как «правильно» говорить и писать, зависит от мнения большинства носителей.
Миллионы школьников на Земле хотели, чтобы число пи было равно 4. Так гораздо проще считать. Но их мнение не важно в этом вопросе. Это математика — формальная наука. В ней существует точная истина, и некоторая ее часть нам известна, в частности, про число пи. Оно никак не может быть равно 4 в плоском трехмерном евклидовом пространстве. Ничье мнение тут не играет роли. Возможно, в нашей реальности другое пространство и измерения дадут другие варианты для «физического» числа пи. Но это так же никак не повлияет на пи из математики. Про причине того, что математика и лингвистика имеют разное отношение к истине, они не соприкасаются.
Лже-сплав науки и искусства
Пулковский меридиан
Существует проект «Пулковский меридиан». Он заключается в высаживании деревьев очень неточно по пути меридиана, определенного по звездам в Пулковской обсерватории, чтении стихов, выставке картин и много того, что невозможно понять людям, далеким от искусства. Это не стык астрономии и искусства. Информация о мире уже получена в прошлом — меридиан измерен в 1844 году, и этому факту давненько уже придана законная сила. Перфомансы и деревья не дают новой информации о мире. Это не делает проект плохим, но нельзя говорить о его кросс-дисциплинарности.
Science Art не существует
Картина, нарисованная физиком, нейросетью или роботом — это грань между наукой и искусством - утверждают организаторы выставок. «В своей работе мы провели исследование и применили кросс-дисциплинарность» — утверждают современные нарративные художники. Это неверно. Поиск формы, смысла жизни и философские вопросы об авторстве искусства роботов не имеют отношения к науке. Нет нового свойства мира, открытого таким путем. А если и есть, этому не придана законная сила. Только публикация в научном журнале типа Science создаёт из мнения факт объективной и повторяемой реальности. А художники таким не занимаются. Но очень хотят добавить своим творениям больше загадочности и элитарности. Что тоже неверно. Наука — это не про таинственность, так ее видят адепты лженауки. Наука всегда вызвана проблемой и создает проблемы — требует денег, много редких специалистов и чукчу времени. Если любую задачу можно решить без использования научного метода — разумно так и поступить. Так что, нет в чудаковатых завитушках никакого исследования. А если бы было, то траты ресурсов на такое были бы расточительны.
Научная журналистика
Как на счет этой статьи? Она же научно-популярная. Я — производитель фрагмента научного знания - написал 4500 протоколов испытаний, которые как раз являются объективными доказательствами, на основании которых эксперты сделали выводы реальности. Мои протоколы обладают законной силой. Но если я напишу об этом статью на Дзен, расскажу в лекции или запишу видео — это будет обычная журналистика. «Научно-популярный» жанр это просто название, в нем нет стыка с наукой. Даже когда автор научного знания рассказывает о своем открытии — это тоже обычное публичное выступление. Исключение — пресс-конференция, где открытие может быть представлено впервые для оценки научным сообществом.
Но я же часто рисую иллюстрации к статьям, касающиеся физики. Разве это не то же самое, что делает Пьер Жубер для антропологии? Нет. Знание, которое я изображаю, уже было известно и в виде текста, и в виде формы, но само изображение мне не подошло по эстетическим соображениям. Я добиваюсь красоты и самовыражения своими рисунками. Хочу, чтобы от моих статей так же можно было ощутить любовь к своему труду, как у Жана Пьера Люмине. И нет ничего страшного в том, что это не исследование, не кросс-дисциплинарность и не наука.
Автор статьи — физик Георгий Тимс для проекта «Физика для гуманитариев». При копировании, пожалуйста, указывайте авторство. Социальные сети проекта: Телеграмм канал, Ютуб канал