В массовом сознании наука часто предстаёт как торжественное шествие истины: гениальные учёные ставят гениальные эксперименты, получают гениальные результаты и движут человечество вперёд по прямой дороге познания. Эта картина далека от реальности. Настоящая наука не прямой путь, но лабиринт с тупиками, неверными поворотами и бесконечными попытками. Исследователи то и дело ошибаются: выбирают не те гипотезы, неверно интерпретируют данные, попадают в плен собственных предубеждений. Но самое удивительное — многие из этих ошибок не тормозили прогресс, а, напротив, становились его двигателем.
В истории науки есть множество примеров, когда заблуждение оказывалось плодотворнее самой точной догадки. Ошибка может указывать на неизведанную территорию, заставлять искать новые объяснения, провоцировать споры, из которых рождается истина. Ошибки могут оказаться необходимыми этапами познания, без которых наука развивалась бы гораздо медленнее. Рассмотрим же несколько самых ярких примеров того, как заблуждение становилось трамплином для открытия.
Ошибка Энрико Ферми, которая расщепила атом
В 1934 году итальянский физик Энрико Ферми проводил эксперименты по бомбардировке урана нейтронами. Он был абсолютно уверен, что создаёт новые, более тяжёлые элементы, так называемые трансураны. Результаты экспериментов, казалось, подтверждали его правоту, и Ферми даже получил за эту работу Нобелевскую премию в 1938 году. Но он ошибался — и ошибался фундаментально. То, что Ферми принял за новые элементы, на самом деле было осколками ядра урана, которое под действием нейтронов делилось на части. Он не заметил ядерную реакцию деления буквально у себя под носом, приняв её за нечто совсем иное.
Однако именно эта ошибка привлекла внимание других учёных. В 1938 году немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрасман, перепроверяя результаты Ферми, всё же обнаружили в продуктах облучения урана барий — элемент, который никак не мог возникнуть из трансуранов. Вскоре Лиза Мейтнер и Отто Фриш дали теоретическое объяснение: ядро урана действительно расщепляется, высвобождая колоссальную энергию. Так была открыта ядерная реакция деления, которая привела к созданию как ядерного оружия, так и атомной энергетики. Ошибочная интерпретация Ферми не затормозила развитие физики, а, напротив, стала тем раздражителем, который заставил научное сообщество копать глубже и в итоге совершить одно из важнейших открытий XX века.
Как ошибка привела к рождению квантовой криптографии
В начале 1980-х годов физик Ник Херберт, работавший в промышленности и в свободное время участвовавший в неформальном дискуссионном клубе, придумал устройство, которое он назвал «сверхсветовым телеграфом» — FLASH. Херберт был очарован квантовой запутанностью, странным явлением, при котором две частицы остаются связанными на любом расстоянии. Ему показалось, что запутанность можно использовать для передачи сигналов быстрее скорости света, что прямо нарушало теорию относительности Эйнштейна .
Херберт разработал схему лазерной установки, которая, по его расчётам, должна была работать. К его чести (и к чести научного сообщества), он отправил статью в журнал. Рецензенты оказались в замешательстве: ошибки в расчётах они не находили, но интуитивно понимали, что такое устройство невозможно. Один из них, Ашер Перес, занял смелую позицию: он рекомендовал статью к публикации именно потому, что был уверен в её ошибочности. Перес рассудил, что раз ошибка неочевидна, значит, она должна быть глубокой и её анализ приведёт к важным открытиям.
И он оказался прав. Сразу три группы физиков взялись за разбор схемы Херберта и независимо друг от друга обнаружили тонкую ошибку. В процессе они сформулировали фундаментальную теорему о запрете клонирования, которая доказывает, что невозможно создать точную копию неизвестного квантового состояния. Это открытие не только поставило крест на сверхсветовом телеграфе, но и заложило основу для совершенно новой области — квантовой криптографии . Уже в 1984 году Чарльз Беннет и Жиль Брассар, опираясь на теорему о запрете клонирования, разработали первый протокол квантового шифрования, который сегодня считается абсолютно надёжным. Ошибка Херберта, которую он сам называл «фантомным клоном фотона», породила целое научное направление.
ТАКЖЕ МОЖЕТЕ ПРОЧЕСТЬ В МОЁМ БЛОГЕ:
Заблуждение Дельбрюка, подарившее миру молекулярную биологию
Немецко-американский биолог Макс Дельбрюк, физик по образованию и ученик Нильса Бора, в 1940-х годах задался вопросом о природе гена. В то время никто не знал, из чего состоят гены и как они устроены. Дельбрюк, будучи физиком, искал «атом гена» — простейшую единицу наследственности, которую можно изучать изолированно. Он решил, что идеальным объектом станут бактериофаги — вирусы, поражающие бактерии. Дельбрюк был убеждён, что ген — это нечто простое, скорее всего, белок, и что, изучая вирусы, можно понять механизм репликации напрямую, минуя сложность клетки .
Но он глубоко ошибался. Вирусы оказались устроены гораздо сложнее, чем он думал. Вместо одного «атомного гена» они содержали множество генов, а их размножение было неразрывно связано с клеткой-хозяином, которую Дельбрюк игнорировал. Однако эта ошибка стала невероятно продуктивной. В погоне за своей неверной гипотезой Дельбрюк разработал блестящие экспериментальные методы, создал стандарты работы с фагами и привлёк к исследованиям целую плеяду талантливых учёных.
Кульминацией стала серия экспериментов, проведённых Дельбрюком вместе с Сальвадором Лурия. Они пытались изучать размножение вирусов, но в итоге доказали нечто иное: что у бактерий, как и у всех живых организмов, мутации возникают случайно, а не в ответ на воздействие среды. Это был триумф дарвиновской теории на бактериальном уровне. Хотя Дельбрюк поначалу сетовал, что все «переключились на бактерии» и забыли про фаги, именно его ошибочные исходные посылки привели к созданию целой научной школы. В 1969 году Дельбрюк, Лурия и их коллега Альфред Херши получили Нобелевскую премию «за открытия, касающиеся механизма репликации вирусов и их генетической структуры». Фаги, которые Дельбрюк выбрал по ошибочным соображениям, стали модельным организмом для целого поколения молекулярных биологов, включая Джеймса Уотсона, открывшего структуру ДНК.
Цена заблуждения и величие науки
Эти примеры учат нас тому, что ошибка в науке не всегда является тупиком и не обязательно означает поражение. Конечно, бывают ошибки тривиальные, пустые, ведущие в никуда. Но бывают и другие — те, что философы науки называют «продуктивными заблуждениями». Они возникают, когда учёный задаёт глубокий вопрос, но ошибается в ответе. Или когда его интуиция, пусть и неверная, указывает на действительно важную область неизведанного. Такие ошибки становятся точками роста, потому что заставляют других исследователей вглядываться пристальнее, спорить яростнее, искать настойчивее.
Наука потому и является самым надёжным способом познания мира, что она умеет извлекать пользу из собственных промахов. В этом её величие и её принципиальное отличие от догмы. Догма не ошибается — и поэтому не развивается. Наука ошибается постоянно, но каждая ошибка делает её чуточку ближе к истине.
На этом всё. Спасибо!
***
Меня зовут Анна, я репетитор по математике с 20-летним стажем. Помогаю с подготовкой к ЕГЭ, ОГЭ, помогаю с прохождением ДВИ.
Занимаюсь также и со взрослыми учениками — если хотите освежить в памяти математические знания, если математика вам нужна для работы/учёбы, или если вы хотите заняться математикой для себя, то обращайтесь!
Связаться со мной можно через Телеграм (@annavladimirovnamath)
Кроме того, могу дать небольшую консультацию тем, кто сам хочет заняться репетиторством.
***
Делитесь мнениями, комментариями, ставьте лайки и подписывайтесь на мой канал — здесь и в Телеграме, там много интересного и полезного!