С точки зрения волновых представлений всё ясно, всё как на ладони. Понятно и со светом – это поток электромагнитных волн, а поток электронов – это поток электронов (шариков, как мы условились). Если один электрон прошел через одно отверстие, а другой через другое, то вроде бы им не положено знать про поведение друг друга, и на экране они должны дать однотонную картину! А если они, так сказать, незнакомы, то как можно объяснить на корпускулярном языке такую согласованность в их отклонениях, которая приводит к закономерному чередованию темных и светлых полос? Ведь если одну диафрагму загородить, то интерференционная картина исчезнет! Значит, оттого, что мы мешаем электронам проходить через одну диафрагму, меняется характер их прохождения через вторую и, может быть, они сами меняются! А это уж ни в какие ворота не лезет.
Итак, нельзя объяснять интерференцию электронов, говоря об этих частицах как о горошинках. Но, с другой стороны, ведь можно же физическими приборами проследить за движением одной частички и выяснить, через какое из отверстий она прошла? Можно! А тогда получается, что и нельзя и можно говорить о частицах на корпускулярном языке. Парадокс?
Мы уже предупреждали читателя: если использовать слова и логику для рассуждения об опытных фактах, то такие противоречия не могут возникнуть. Парадоксы появляются тогда, когда мы выходим за рамки эксперимента.
Объяснить, в чем тут дело, удалось одному из величайших физиков нашего века, Нильсу Бору. Путем рассмотрения различных мысленных опытов Бор показал, что невозможно в принципе одновременно следить за траекторией частицы и наблюдать интерференционную картину. Если начнем следить за движением электрона – разрушим (размажем) интерференционную картину. Будем разглядывать чередование полос на экране – ничего не сможем сказать о том, как двигались электроны.
"Оказалось, – пишет Бор, – невозможно провести резкую границу между поведением атомных объектов самих по себе и их взаимодействием с измерительными приборами, которые определяют самые условия возникновения явлений".
Разговор об электроне как о горошинке оказался лишенным смысла. Мы не можем предложить в принципе такой опыт, который помог бы установить одновременно положение и скорость элементарной частицы. Таким образом, вопрос о том, чему равна скорость частицы, проходящей какую-то точку пространства, столь же бессмыслен, как и вопрос о том, кто ходит вниз головой – мы или наши антиподы.
Необходимо подчеркнуть, что речь идет вовсе не о незнании, а об отсутствии смысла. На отказе применять для электрона понятие траектории наука теряет столько же, сколько отказываясь от бога или от абсолютного пространства и времени, короче – от комбинаций любых слов, не имеющих отражения в реальной жизни.
Большой процент слушателей перебивает на этом месте лектора вопросом: "А как же частица движется, как она выглядит на самом деле?
Хотя мы, по сути дела, уже разбирали этот вопрос, но повторим ответ, прибегнув к небольшой перефразировке.
Когда кондуктор объявляет: "Приехали, конечная остановка!" – то всегда найдется человек, который спросит: "А дальше вагон не пойдет?" Кондуктор терпеливо (а иногда и не очень) повторяет: "Не пойдет!"
Вопрос о том, как частица движется и как она выглядит, поставлен плохо. На такой вопрос нельзя ответить потому, что вопрос бессмыслен. Нельзя об элементарной частице говорить как о горошине.
А как же о ней говорить?
Вот это уже превосходный вопрос, и на него исчерпывающим и подробным образом отвечает наука, называемая квантовой механикой. Оказывается, можно предложить для описания электронов особый язык, с помощью которого со стопроцентным успехом предсказывается результат эксперимента. Стоп! А как же быть с утверждением, что траекторию электрона предсказать нельзя? Нельзя, потому что ее нет, потому что это понятие лишено реального смысла? Значит ли это, что представление об электроне как о горошине есть полная глупость?
Здесь дело обстоит совершенно так же, как и с абсолютностью времени. Можно строго оговорить условия, при которых классический образ частицы как горошины, движущейся по осмысленной траектории, начинает выглядывать из тумана математических формул.
Эти условия формулирует "Принцип неопределенности Гейзенберга". В этой книге нет математических формул, и не стоит делать исключение и для этого принципа, который записывается всего лишь семью буквами латинского алфавита. Основное содержание его несложно – траектория частицы видна тем отчетливее, чем больше масса частицы. Молекула в этом смысле уже является классическим объектом, и о молекуле можно разговаривать на том же языке, что и о пылинках.
Правила языка квантовой механики для легчайших частиц, таких, как электроны, содержат в себе, например, следующие пункты. Фраза: "Электрон находится в данном месте" – имеет смысл. Но фраза – "Электрон находится в данном месте и имеет данную скорость" – лишена содержания.
Как видите, язык более сложный, чем для описания поведения горошинок. Не случайно квантовую механику не удается преподавать в школе. Хотя надо надеяться, что педагоги что-либо придумают. Очень было бы полезно.
Квантовая механика, так же как и теория относительности, учит нас придирчивости к языку, используемому для описания фактов. Если мы желаем избежать рениксы, то должны помнить, что утверждения о явлениях мира должны формулироваться так, чтобы в принципе была возможность их проверить.
Одновременно с этим мы еще и еще раз убеждаемся в том, что открытие новых законов природы не отменяет старые, а лишь ограничивает их области применения. Мы видим также, что упрощенные модели не являются стопроцентным заблуждением. Если они успешно применялись для описания части фактов, то, значит, в них содержится элемент истины.
Лжехимия
История науки богата заблуждениями, ложными теориями, открытием несуществующих явлений. Это естественно. Как уже говорилось, до известного периода развития науки заблуждения играют прогрессивную роль – заставляют думать, ставить новые опыты. В конечном счете истина торжествует. И тогда появляется опасность, что заблуждения и ошибки могут превратиться в лженауку. А это уже реникса.
Лженаука оперирует выдуманными фактами и сочиняет ложные теории для объяснения как выдуманных, так и реальных явлений.
Несколько условно лженауки можно разбить на две категории: такие, в основе которых лежат неверно интерпретируемые факты, – это лжефизика, лжехимия, лжебиология; и такие, в основе которых лежат выдуманные факты. – это астрология, хиромантия, парапсихология.
Между ними много общего. Путь к ложному объяснению всегда один и тот же; он заключается в приписывании словам мистического смысла с последующей беспардонной игрой этими словами. Различие же заключается в том, что ложные учения в действующем естествознании путаются под ногами и мешают развитию науки. Что же касается хиромантии или парапсихологии, то эти "учения" лежат в стороне от столбовой дороги науки и их вред ограничивается воспитанием наивной доверчивости и суеверий. Однако это совсем не мало, и мы отнесемся с одинаковым вниманием ко всем разновидностям рениксы.
Ложные учения опираются зачастую и на выдуманные факты. Однако в основном занимаются они облачением научных явлений в одежды из словесной шелухи. Поэтому в этой главе будет уместно рассмотреть в качестве примеров лжехимию и лжебиологию.
Но прежде чем перейти к конкретным вещам, надо сделать маленький экскурс в психологию исследователей, тех строителей лженауки, которые работают бок о бок с настоящими естествоиспытателями.
Почему эти люди пошли дорогой, которая неминуемо заканчивается провалом?
Рождение лженауки большей частью является следствием безграмотности и глупости. Но, вероятно, основную роль играет погоня за сенсацией, за славой. Дороги научные тернисты, продвижение по ним совершается медленно. Переоценка своих знаний и способностей, совмещенная с честолюбием, слепит разум. Отмахиваясь от противоречий, не считаясь с законами логики, исследователь (иногда уважаемый в своей области знаний) становится создателем ложных теорий, а сталкиваясь с неверием и противодействием, идет на фальсификацию эксперимента, чтобы быть правым во что бы то ни стало. Дорогая цена! И результат деятельности в конечном счете всегда плачевный для лжеучения. Жизнь обмануть нельзя.
Стоит рассказать о нескольких грустных историях современных лжеучений лишь для одной цели – научиться узнавать фальшивые монеты. Примеры будут взяты из относительно недавнего прошлого. Полезнее заняться вытаскиванием сучков из своих глаз.
В начале пятидесятых годов имело место выступление в печати ряда серьезно заблуждавшихся ученых. Особенный вред эти люди нанесли биологии, но немалый и химии, с которой мы начнем.
Ко времени, о котором идет речь, общие принципы строения молекул были уже однозначно установлены. Было известно, что молекула построена из атомов, связанных в единое целое своими "внешними" электронами. Было ясно, что существует множество мыслимых способов создания устойчивой постройки из атомов. Молекула представляет собой такую "выгодную" систему, в которой атомам удобно находиться во вполне определенном пространственном расположении по отношению друг к другу, а внешним электронам удобно распределиться по атомам молекулы с какой-то определенной плотностью.
В принципе было очевидно, что если задаться числом атомов, их сортностью, то можно теоретически рассчитать, какие молекулы могут образоваться. Ведь уравнения квантовой механики, выражающие общий закон природы, которому подчиняются электроны и атомные ядра, были к тому времени хорошо известны и широко апробированы. Однако воплощение этой уверенности в дела не всегда было, к сожалению, возможным, ибо задача оказалась математически слишком сложной.
Настоящих естествоиспытателей это огорчало, но, конечно, не толкало на неверные шаги. Одни из них шли путем накопления фактов, ставя перед собой цель поиска эмпирических закономерностей, с помощью которых можно было бы предсказывать структуру и свойства химического соединения. Другие пытались найти упрощенные математические методы, при помощи которых удалось хотя бы в самых общих чертах предсказать структурные особенности молекулы.
И вот на этом фоне упорного и кропотливого труда выделяются лженаучные построения.
Какое впечатление производит, например, следующая цитата из книги Г. Челинцева, опубликованной в 1949 году?
"В соответствии с законами локализации орбит и связей, определяющими не только пространственно-силовое, но также и соединительно-химическое значение понятий орбит и связей, определяющими качественное различие во взаимоотношениях химически соединенных и несоединенных атомов и атомов или электронов и ядер, химический мир выглядит в классической теории не только как совокупность непрерывных в пространственно-силовых взаимоотношениях электронов и ядер, но также как совокупность прерывных в соединительно-химических отношениях электронов и ядер, атомов и атомов. В классической теории понятие химической частицы – атома, молекулы, иона и радикала – имеет не только значение устойчивого электронно-ядерного агрегата, обособленность которого определяется только количественными различиями в пространственно-силовых взаимоотношениях электронов и ядер, внутри агрегатов и между агрегатами, но имеет также значение химического индивидуума, обособленность которого определяется качественными различиями в соединительно-химических взаимоотношениях электронов и ядер, атомов и атомов, внутри индивидуумов и между индивидуумами. В классической теории частица рассматривается не только как совокупность непрерывно изменяющихся вместе с непрерывными изменениями пространственно-силовых взаимоотношений электронов и ядер, свойств веществ, но также как дискретная форма существования материи, как объективно реальная "вещь в себе" качественная специфичность которой определяется прерывностью изменений соединительно-химических взаимоотношений электронов и ядер, атомов и атомов в реакциях".
Пожалуй, достаточно. Параграф, из которого взята цитата, оканчивается фразой: "В классической теории выражено диалектико-магериалистическое воззрение в химии". Так что, мол, дорогие читатели, имейте в виду, нападете на меня, значит, оскорбите Маркса. Да, не очень-то благовидная спекуляция.
Но мы всё-таки рискнем провести жирную линию раздела между классиками марксизма и нашим автором и вчитаемся в этот своего рода шедевр.
Конечно, это незаурядный отрывок из сочинений такого рода. Но тем не менее это характерный отрывок, и поэтому мы предложили его вниманию читателей.
Он написан совсем не для того, чтобы вы вдумывались в содержание каждой фразы, чтобы разбирались в последовательности слов. Совсем нет, цель этого творения – создать у читателя своего рода сумеречное состояние души, убаюкать его повторяющимися словами и сочетаниями слов. Пожалуй, отрывок этот надо не читать, а декламировать или даже петь!
На сочинение естествоиспытателя это совсем непохоже, но на заклинание магов это смахивает, и очень даже. Тот же стиль, та же вещательная манера. Аргументации здесь нет, и она тут неуместна так же, как и в кабалистическом таинстве.
Это не значит, что такой поэтический характер имеет всякая лженаука. Мы увидим дальше, что здесь имеется богатое разнообразие. Но сейчас вернемся к приведенному отрывку.
Вы уловили, что речь идет о классической теории? Пусть это вас не смущает.
Слово "классическая" употребляется здесь в смысле "правильная" "истинная" иными словами – теория автора.
Автор всё же сообщил нам в этой своеобразной форме некоторые исходные положения своих воззрений. Не станем обращать внимание на то, что он выдает их за диалектико-материалистические. Для чего он это делает, ясно младенцу, а то, что его слова никакой не диалектический материализм, а чистейшая реникса, – это мы и демонстрируем.
Попробуем выудить взгляды автора из словесных переливов. Из цитаты ясно, что сведений о расположении и взаимодействии электронов и ядер (пространственно-силовые взаимоотношения – в терминологии автора) недостаточно для того, чтобы характеризовать атом или молекулу.
Но ведь данные о силах взаимодействия между электроном и атомным ядром позволяют с поразительной точностью рассчитать спектр излучения атома водорода! Но ведь вся квантовая механика построена на предположении, что эти данные исчерпывают проблему! Но ведь уравнения квантовой механики подтверждаются всем опытом современного естествознания!
Значит, утверждение автора находится в вопиющем противоречии с реальной действительностью.
Это нисколько не волнует открывателя новых истин. Факты не лезут в теорию? Тем хуже для фактов! Его теория напрочь зачеркивает приобретения науки.
Вот вам вторая особенность всякой лженауки.
И всё же нам интересно (любопытство не порок), что же еще характеризует молекулу, кроме тех сведений, которыми довольствуется физика. Автор отвечает:
"…соединительно-химические взаимоотношения". А что это такое? Ответа нет.
Как это похоже на аристотелевский "виртус мовенс" на божественную квинтэссенцию, на дьявольское наваждение…
Мистика слова – непременный признак лженауки. Истина скрыта в слове. "Сначала было слово…"
Но ведь слова придуманы человеком, чтобы описывать события. Слово – это просто название предмета, действия… Нет, автор лженаучной теории это не приемлет. Для него слово – ключ к разгадке тайн природы.
"Соединительно-химические взаимоотношения…" Значит, так: две молекулы могут быть совершенно одинаково построены, могут состоять из одних и тех же атомов, расположенных на одних и тех же расстояниях друг от друга, и тем не менее могут оказаться разными за счет этих самых "соединительно-химических взаимоотношений".
Нетрудно сообразить, что введение в "теорию" некоего мистического фактора, который не может себя проявить, дает неограниченные возможности для "объяснения" любых явлений. Распоряжаясь "соединительно-химическими взаимоотношениями" по своему вкусу, Г. Челинцев никогда не встретится с трудностями при трактовке химического явления. Для лжеученого нет ничего непонятного, неясного. Его методике рассуждения доступны все тайны природы.
Чем более общо сформулирована лжетеория, тем ее труднее опровергнуть. Дело обстоит совершенна также, как и в религии. Вы говорите: "Бога нет" а я говорю: "Бог есть!" Вы говорите: "Докажите, что он есть" а я говорю: "Докажите, что его нет". Вы говорите: "Не нуждаюсь в этой гипотезе" а я говорю: "Ведь вы же не можете объяснить всех явлений в природе, а я могу".
И правда, с помощью бога без труда объясняется всё, что угодно. Совершенно так же любое химическое явление, ставящее в тупик серьезного исследователя, без труда "объясняется" в терминах "химически-соединительных" то есть, простите, "соединительно-химических взаимоотношений".
Но большей частью автор подобной теории не останавливается на вещании общих идей. Ему хочется их конкретизировать. Действительно, если этого не сделать, то теории не будет, не напишешь не только книги, но и статьи. Конечно, можно повторять в нескольких вариантах одну и ту же "мысль" как это сделал автор в приведенном нами абзаце, но всё же таким способом больше одной-двух страниц не натянешь.
Но конкретизация лжетеории становится и куда более уязвимой. Так, уточняя свои воззрения, всё тот же автор говорит:
"…Каждая связь локализована между двумя атомами и соответственно означает не только пространственно-силовое, но и соединительно-химическое взаимодействие этих атомов; согласно тем же представлениям каждый электрон находится в одном из двух атомов, или иначе – каждая электронная орбита локализована в одном или двух атомах, и соответственно орбита означает не только пространственно-силовое, но также соединительно-химическое взаимодействие электронов и ядер".
Обратим внимание на железную логику рассуждений. Постулат – "орбита локализована в одном или двух атомах"; следствие – "орбита означает соединительно-химическое взаимодействие"! Почему факт, который сам по себе мог бы быть и верным, является логической посылкой, из которой следует наличие мистической связи? Вы не понимаете этого, и никто не поймет этого, поскольку логика построена по принципу: "В огороде бузина, а в Киеве дядька".
Но замечание о логике – это походя. Мы хотели обратить внимание на то, что автор поставил себя в невыгодное положение, придав своим воззрениям кое-какие конкретные черты. Челинцев утверждает, что электрон принадлежит одному или двум атомам, то есть электрон локализован. А вот это утверждение уже можно проверить на опыте. Может быть, эта проверка еще не проведена? Совсем напротив – у естествознания ко времени обнародования этой теории было множество доказательств полного противоречия утверждения о локализации электрона с опытными данными. Путешествие электрона по многим атомам молекулы доказано бесспорно измерениями магнитной восприимчивости ароматических молекул, доказано тонким расщеплением спектров электронного парамагнитного резонанса, доказано измерениями электропроводности графита и множеством других фактов, составляющих стройную схему современных знаний о структуре вещества.
Наш автор не знает и не хочет знать эти факты. Ему они представляются ничтожными недоразумениями. Он отмахивается от назойливых вопросов, как от надоедливой мухи, говоря примерно следующее: "Сами в этом разбирайтесь. Я вам предлагаю величественную теорию химического движения. А уж согласовывать ее со всякими пустяками – это не мое дело".