Слишком много окружностей

То, что без творческой фантазии в науке делать нечего, - понятно. Но вот, о чем, кажется, сами ученые не очень задумываются, - новая идея, новое направление в науке возникают тогда, когда исследователь как бы забывает на время, какую область знания он, собственно, представляет, и начинает рассуждать, как писатель-фантаст или как футуролог, решающий учебную задачку по развитию воображения.

Пример? Пожалуйста. Классический случай: теория Птолемея. Пользуясь многовековыми наблюдениями неба, Птолемей создал геоцентрическую систему: Земля - центр Вселенной, а вокруг Земли крутятся по окружностям Солнце, Луна и планеты. Птолемей " прибил" планеты к твердым сферам, но эта деталь к делу не относится. Сначала схема работала неплохо, и астрономы достаточно точно предсказывали положения планет на небе. Но со временем ошибки стали накапливаться, и стало ясно, что планеты движутся не по простым окружностям - они еще описывают на небе довольно причудливые петли. Пришлось Птолемею добавить к основным окружностям целую систему " эпициклов" - дополнительных небольших окружностей. Прошло время, этой точности тоже оказалось недостаточно, и астрономы добавили еще одну систему окружностей. А потом - еще… Количество окружностей, по которым пришлось вращаться бедным планетам, достигло в средневековье такого количества, что расчет движения планет стал непосильным делом. Между тем астрология нуждалась в простом методе, а не в математическом монстре.

Вот вам противоречие, из которого в науке рождаются открытия: планеты вращаются по окружностям, и планеты не могут вращаться по окружностям. Такое противоречие не разрешить, просто добавив еще одну окружность. Нужно… Что? Конечно: использовать один из приемов РТВ. Честно говоря, нам повезло: Коперник использовал нужный прием (впрочем, он наверняка перепробовал и другие, прежде чем пришел к своему гениальному выводу!). Коперник воспользовался приемом " наоборот" - пусть не Солнце обращается вокруг Земли, а Земля вокруг Солнца! Вы думаете, что Коперник действительно полагал, что Земля не находится в центре Вселенной? Он был священником, ему вовсе не улыбалось сместить нашу планету с ее центральной роли в мироздании. Коперник поставил Солнце в центр с единственной целью: упростить вычисления движения светил. И упростил, естественно.

И лишь после того, когда стало ясно, что задачи астрономии и астрологии (а в те времена, кстати, никто эти науки и не разделял) решаются в новой системе куда проще и естественней, Коперник задумался: а может, это не просто формальный вывод? Может, Земля и планеты ДЕЙСТВИТЕЛЬНО обращаются вокруг Солнца?

Сначала был формально использован прием РТВ, и лишь потом, убедившись, что прием действует, Коперник пришел к выводу, что имеет место реальное природное явление. Скажите, пожалуйста, удалось бы религиозному человеку, каким был Коперник, преодолеть силу догм и с самого начала утверждать, что Земля - вовсе не центр Вселенной? Вряд ли. Он использовал прием именно как прием, способ упростить вычисления, и не более того. А потом уж…

И таких случаев в истории науки более чем достаточно. Вот еще один.

Исследователи электромагнетизма Ампер, Фарадей, Вебер прекрасно знали из собственных опытов, что электричество и магнетизм тесно друг с другом связаны: с помощью магнитного поля можно получить электричество и наоборот. Но можно ли связать эти поля в единые уравнения? Никому этого не удавалось сделать, пока Максвелл - чисто формально! - не ввел в уравнения так называемый ток смещения. Речь шла именно о формальной добавке, ведь никто и никогда этот ток смещения не наблюдал! Максвел попросту подошел к противоречию с помощью методов РТВ.

Вот оно, это противоречие: электричество связано с магнетизмом (это видно из опытов), и электричество с магнетизмом не связано (так утверждают уравнения). Используем прием РТВ: увеличение. Увеличим число элементов в системе, добавим новый вид тока, который позволит связать электричество с магнетизмом подобно крепкой веревке. Так появились электромагнитные волны.

Прием был использован сугубо формально, только для того, чтобы получить красивые и решаемые уравнения. И лишь через двадцать лет Герц действительно обнаружил электромагнитные волны!

Уверен, что каждый читатель может и сам вспомнить примеры того, как формальное использование в науке приемов РТВ приводило впоследствии к выдающимся открытиям. Уравнения Лоренца… Планковские кванты… Боровские орбиты…

Интересно, какой была бы наука ХХ века, если бы не приемы РТВ?