Научность работ и многое другое...
О нас Услуги Оборудование Книги по теме Примеры Связь Карта Форум Видео En

Научная работа - это что?

Гликман А.Г.
НТФ "ГЕОФИЗПРОГНОЗ"
9 августа 2010, Санкт-Петербург

     Жарко, и нет сил что-то делать. Давно подсевший на электронное чтиво, решил я найти что-нибудь для перегретой души. И попался на опечатку. Давно уже не читаю научную фантастику, потому что пишут ее обычно люди, очень неблизкие к науке, и это примерно то же самое, как если бы евнух писал о любви. А тут это литературное произведение было обозначено в каталоге как драма, и пришлось мне это читать за неимением (в дороге) другого чтива.
     Речь шла о том, что несколько энтузиастов делают науку (не будем говорить, какую) с помощью математики высокого уровня. С помощью математики же сначала они искали-создавали идею. Математика - волшебная палочка, и с ее помощью наконец-то было создано Нечто, с помощью чего, разумеется, была изменена картина Мира. Неинтересно, неубедительно и неправильно. Но... вполне реально.
     Я много лет работал в науке, и для меня это привычная картина, когда все вокруг активно работают в математическом режиме. Одни создают собственную формулу, потому что собственная формула - это залог удачной защиты диссертации. Другие пытаются дать аналитическое описание каким-то производственным процессам.
     Сознаюсь, что поначалу я относился к такой деятельности с большим пиететом. Сам я был в этой компании, что называется, черной костью. Я был обычным радиоинженером, который был взят на кафедру для решения чисто вспомогательных задач - обеспечивать работу приборов, без которых сегодня уже не обойтись, ну и иногда мне поручалось изготовление какой-либо исследовательской аппаратуры. К ученым я относился как к небожителям, и уже аспирант был для меня априори уважаемый человек.
     Но вот так сложилось, что, изготовив заказанную мне аппаратуру, я вынужден был сам же ее и эксплуатировать. Особенность заключалась в том, что аппаратура эта должна была работать в условиях угольных шахт. И я должен был с ее помощью исследовать, существует ли зависимость между звукопроводностью горных пород, залегающих в кровле подземных выработок, и вероятностью обрушения этих пород. Тематика эта очень важная. Внезапное обрушение пород кровли дает во всем Мире 50% травматизма, и в мире горной науки не существует даже минимального подразделения, которое не вело бы поиск ключа для прогнозирования этого грозного явления.
     Как оказалось, подобного рода измерения до меня никто никогда не делал, и то, что я имел квалификацию радиоинженера, позволило мне обнаружить некоторый физический эффект, которого до меня никто не видел. Сразу скажу, что этот эффект позволил со временем понять очень многое как в горной науке, так и в целом ряде других областей знания. В частности, помог-таки найти ключ к прогнозированию обрушения пород кровли.
     Несмотря на то, что я выполнил поставленное мне задание, полученные результаты вызвали шквал негодования, как на всей кафедре, так и со стороны моего ныне покойного шефа, давшего мне это задание.
     Совершенно случайно, примерно в то же время я начал интересоваться сутью науки как таковой, в методологическом плане. Ну, в самом деле, оказавшись среди ученого люда, можно сколько-то времени быть, что называется, с открытым ртом. Но долго дремучесть свою сохранять неудобно. Так получилось, что я оказался один на один с литературой по тематике методологии развития научного познания.
     Я должен благодарить провидение, что в тот момент я стал развиваться именно в этом направлении. Понимание этого пришло несколько позже. А тогда я только и делал, что удивлялся отрицательной реакции на, в общем-то, более чем положительные результаты моих шахтных измерений.
     Единственно, что приходило мне в голову, это то, что эта реакция вызвана недоверием к полученным результатам. А посему повторял эти измерения многократно, на разных шахтах, с одновременным усовершенствованием аппаратуры, и даже собрал установку для наблюдения обнаруженного эффекта в лабораторных условиях. Но это всё если и изменило отношение ко мне коллег, то только в худшую сторону.
     Наконец, начало появляться понимание. Оказалось, что своими экспериментами я, не понимая того, поставил себя на острие извечного спора в натурфилософии (как раньше называлась физика и связанные с ней науки). Это спор между теоретиками и эмпириками. Теоретики считают, что наука должна рождаться на острие пера, и что впереди должна идти безукоризненная математическая логика. Теоретики считают эмпириков учеными второго сорта, которые занимаются практическими исследованиями исключительно в силу слабого своего математического образования.
     И именно так, кстати, Герц относился к Фарадею.
     Другая сторона - эмпирики. Они справедливо считают, что физика - это всего лишь совокупность физических эффектов и явлений. Что подавляющее большинство этих эффектов было обнаружено случайно, в результате практических исследований. И что теоретически, на кончике пера подавляющее большинство физических эффектов открыто быть не могло, поскольку каждый новый эффект неизбежно перечеркивает какую-то часть существующих на этот момент представлений.
     Эмпирики напоминают, что теория - это совокупность умозаключений, отражающая объективно существующие отношения и связи между явлениями объективной реальности. То есть, между реально существующими явлениями и эффектами.
     Отметим, что в этом определении нет места гипотезам. Тогда как на самом деле, те, кто называют себя теоретиками, являются, как правило, чистыми гипотетиками (если такое слово существует).
     Вот и получилось, что со своими экспериментами я оказался вброшенным в научную среду, которая считалась высоко теоретической. Оказалось, что мои сотрудники по кафедре уже давно решили, причем высоконаучно, чисто теоретически - все проблемы по горной тематике. И прогноз обрушения пород кровли, естественно, тоже. Без единого измерения, без какой-либо проверки, но зато подкрепленные мощной математической базой и, безусловно, соответствующими актами о внедрении. Разнообразнейшие методики такого рода прекрасно существуют в диссертациях и благополучно перекочевывают в разного рода научную литературу и в учебники.
     Думаю, что без примеров нам не обойтись. Прогноз устойчивости кровли - это, собственно, и есть прогноз обрушения пород кровли. По узаконенным методикам, кровля подземных выработок делится на устойчивую, средней устойчивости и неустойчивую. Устойчивая кровля не обрушается в течение более чем двух часов после ее обнажения, неустойчивая обрушается сразу, ну а средней устойчивости - нечто промежуточное. Но чтобы дать такую оценку, мы должны дождаться обрушения. Но простите, какой же это прогноз? Это так называемый прогноз назад. С другой стороны, кто позволит в шахте проводить подобные эксперименты? Кто допустит из спортивного интереса обрушение кровли? Кроме того, это не имеет ни малейшего смысла еще и потому, что в нескольких метрах от этого места устойчивость кровли может оказаться совершенно иной.
     Понятно, что ученые, создавшие себе имя на внедрении такой методики, будут не в восторге, если у кого-то получится создать нормальный подход именно к прогнозированию этого явления. Ведь прогнозирование - это исследовательский процесс, направленный на прослеживание развития процессов, подготавливающих прогнозируемое событие. То есть без понимания физики события и причинно-следственных связей прогноз невозможен.
     Знание этого положения позволяет правильно относиться, например, ко всем заявлениям о якобы существующем прогнозировании землетрясений. До тех пор, пока не появится настоящее понимание физики землетрясения, ко всем подобным заявлениям следует относиться исключительно с юмором.
     Ну, а что же математика? Где ее место в научном процессе?
     Математика становится принадлежностью физики только тогда, когда аргументы уравнений могут быть определены в эксперименте. А до того, извините, это всего лишь математизация гипотезы, игра ума или, если хотите, решение шахматной задачи. Интересно, но бесполезно. Величайшие математики Максвелл и Пуассон это прекрасно понимали, и, написав свои уравнения, настаивали на том, что до тех пор, пока нет возможности определить аргументы этих уравнений в эксперименте, это еще не теория. Максвеллу повезло больше. Аргументы его уравнений могут быть измерены, и его уравнения стали достоянием и основой электродинамики.
     А вот уравнения Пуассона постигла другая судьба. Аргументы его уравнений, описывающих поле упругих колебаний, до сегодняшнего дня не могут быть измерены, и уравнения эти стали основой множества научных заблуждений. В частности, это относится к такой всеобъемлющей области знаний как сейсморазведка.
     Ведь измерения - это сравнение с эталоном. Условие возможности измерения - наличие датчика. А датчик - это прибор, на выходе которого можно снимать информацию, определенным образом связанную с базисным параметром исследуемого поля. Так, например, вольтметр - это датчик электрического напряжения. Увы, на сегодняшний день не существует эталона, а следовательно, и датчика какого-либо базисного параметра поля упругих колебаний, и стало быть, в сейсморазведке невозможны никакие метрологически корректные измерения.
     Со временем, когда улягутся страсти по поводу того, что сейсморазведка является величайшим научным заблуждением, этот случай будет разбираться в учебниках при рассмотрении, к чему может привести теоретизирование с привлечением величайших математиков, но без единого измерения.
     Измерения, эксперименты могут служить основой теоретических разработок при непременном выполнении условия метрологической грамотности экспериментатора. Несоблюдение этого условия также приводит к научным заблуждениям. Так, основой всей горной науки является учение о напряженном состоянии горных пород. Но ведь ни эталона, ни, соответственно, датчика этой субстанции не существует. Ну как же так, международные семинары по напряженному состоянию существуют, а измерения его отсутствуют... А дело в том, что нельзя отказаться от предмета, который оказался в основе огромного количества диссертаций, монографий и учебников. Вот и измеряют бедняги самим непонятно, что именно, пересчитывая результаты этих измерений якобы в напряженное состояние.
     Но кто же изначально виноват в таком положении вещей? Виновата очевидность. Разве не очевидна идея, скажем, сейсморазведки? Излагать ее - одно удовольствие. Так всё просто и очевидно! Возникающий в результате ударного воздействия на поверхность земной толщи упругий импульс, который безусловно должен распространяться во все стороны в земной толщи и отражаться от залегающих там границ... Принцип локации - ну что же здесь сложного? Ну кто же мог предполагать, что в результате ударного воздействия на поверхность земной толщи возникает не упругий импульс, а затухающий гармонический процесс?!
     То есть, по акустическим свойствам, земная толща представляет собой не совокупность отражающих границ (что лежит в основе сейсморазведки), а совокупность колебательных систем. И этот факт лег в основу принципиально другой, спектральной сейсморазведки, но это уже другая история.
     В том-то и дело, что очевидность в физике - это путь в тупик. Нет такого в физике, что не требовало бы проверки. Пуассону это было понятно, а вот последующим за ним великим математикам - нет. Физика вообще наука нелогичная. Единственная логика здесь заключается в том, что ни единое слово не должно быть произнесено без экспериментальной его проверки. Нельзя говорить о том, что нельзя померить или о том, что еще сам не проверил. И в первую очередь, кстати, нельзя брать на веру то, что изложено в литературе. Будь то научная или учебная. Мы ведь помним, откуда туда может прийти информация. Так, примерно полвека из книги в книгу кочует утверждение, что с изменением механического напряжения в горных породах изменяется скорость распространения упругих колебаний. И что якобы это соответствует теории упругости. Так вот, нет такой зависимости. Ни в горных породах, ни в металлах, для которых, собственно, и создана теория упругости. Но тем не менее, это утверждение стало основой многих выводов в горной науке и в механике.
     Требование не говорить о том, что не проверил в эксперименте, оказалось не слишком просто выполнимым. Иной раз какое-то утверждение кажется настолько логичным и очевидным, что, казалось бы, уж точно не требует проверки. И вот чтобы не впасть в такое заблуждение, физик не должен работать один. У него постоянно должны быть придирчивые оппоненты, которые должны ловить его на таких вещах. Мне повезло, у меня всегда были такие коллеги, которые не позволяли мне делать непроверенные заявления.
     Вот так и идешь в науке, боясь произнести лишнее слово, на ощупь, от эксперимента к эксперименту. И при этом, делая совсем не то, что хочется, а то, что получается. А наградой за это - обнаружение новых физических эффектов. Потому что познание бесконечно.


Обсудить статью 



При использовании материалов сайта ссылка на www.newgeophys.spb.ru обязательна Публикации о нас

Начало | О нас | Услуги | Оборудование | Книга 1 Книга 2 Книга 3 |  Примеры | Связь | Карта сайта | Форум | Ссылки | О проекте | En

Поддержка и продвижение сайта "Геофизпрогноз"


Rambler's Top100 Rambler's Top100

Реклама на сайте:


Если хочешь могу помочь найти работу врачом офтальмологом на Day с нужной зарплатой.