Цивилизация с нуля. Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы

Вот это и есть основополагающий процесс создания надежных приборов для измерения каких угодно физических величин. Открывая новые причудливые явления природы, возрождающееся человечество будет создавать новые области научного познания. Чтобы понять новые явления и изучить возможность их практического применения, нужно сначала создать инструменты для оценки параметров этих явлений и отображения их в каком-то измеримом виде. Например, когда ученые впервые столкнулись с электричеством и пытались как-то измерить это новое явление, они могли только субъективно оценивать силу получаемого удара. Но при дальнейшем изучении обозначились некоторые повторяющиеся эффекты, которые затем использовались для измерения, — моторный эффект, например, отклоняет стрелку на шкале амперметра. Научные инструменты — не просто примочки для лабораторных опытов: это и градусник, измеряющий жар у ребенка, и счетчик, записывающий расход электричества в вашей квартире, и сейсмометр, будто страж, замечающий слабые толчки, предвестие большого землетрясения, и спектрометр, с помощью которого в больничной лаборатории анализируют вашу кровь.

Эти орудия измерения мира и стандартизированные единицы, в которых считаются их показания, — основные инструменты науки. Мир познается путем внимательнейшего наблюдения, а еще лучше — путем тщательной организации некоторых предзаданных условий для детального изучения того или иного аспекта явления. То есть путем эксперимента.

Эксперимент — это способ искусственно сузить ситуацию, попытаться устранить помехи и осложняющие факторы, чтобы яснее увидеть некоторые особенности изучаемого предмета. Суть эксперимента в том, чтобы задать Вселенной четко сформулированный вопрос и пристально наблюдать ее ответ. Экспериментирование — это ответ человека, не удовлетворенного тем, что показывает ему природа, и его способ путем разнообразных воздействий вытащить на свет тончайшие детали устройства мира. Если вам удалось отодвинуть в сторону все помехи и рассмотреть со всех сторон какой-то аспект явления, можете перейти к следующему, и т. д., систематически проверяя систему, пока не поймете, как сцепляются все ее части.

Кроме инструментов, расширяющих человеческое восприятие и замеряющих различные параметры — термометра, микроскопа, магнитометра и пр., — строгий и детальный сценарий какого-то из экспериментов может потребовать особых приборов: оборудования, сконструированного специально для создания определенных явлений, подлежащих изучению. Важно при этом, чтобы ваши наблюдения и результаты опытов записывались в численном выражении — чтобы качественное описание опыта было дополнено точной количественной оценкой. Ведь математика — это далеко не только числовая оценка и точное сравнение, ее язык служит отличным инструментом для описания структуры и поведения Вселенной и взаимоотношений ее составных элементов. Формула — это краткий смысл какого-то сложного отрезка реальности, его сущность. Она дает вам способность спрогнозировать и вычислить исход каких-то новых, ранее не наблюдавшихся ситуаций, иначе говоря, точно предсказывать события[62].

Наука — это тщательные наблюдения, хитроумные эксперименты и лаконичные формулы, но ее абсолютная квинтэссенция в том, что она предлагает механизм, позволяющий установить, какое объяснение вещей наиболее правдоподобно. Любой, кто обладает воображением, может нарисовать картину, непротиворечиво объясняющую явления природы: отчего идет дождь, что такое огонь и почему у леопарда пятнистая шкура. Но все это не более чем байки для развлечения — как «Просто сказки» Киплинга, — пока у вас нет надежного способа проверить, какая гипотеза ближе всего к действительности.

Ученые конструируют максимально вероятное объяснение, опирающееся на уже имеющееся знание и доказанные факты, называют его гипотезой и придумывают эксперименты для верификации тех или иных аспектов этой гипотезы, педантично проверяя, насколько она прочна, или выбирая одну из нескольких возможных версий. И если гипотеза раз за разом выдерживает проверку опытом, подтверждается наблюдениями и не обнаруживает изъянов, она становится признанной теорией, и мы можем уверенно опираться на нее в поиске объяснений других непонятных явлений. Но даже и тогда никакая теория не считается незыблемой: в дальнейшем ее могут пересмотреть, если, например, появятся факты, которых она не может объяснить, и предложат вместо нее другую, лучше соответствующую наблюдаемой картине. Суть науки в том, чтобы раз за разом признавать, что заблуждался, и принимать новые, глубже проработанные модели, так что, в отличие от любых вероучений, научная практика гарантирует, что наши объяснения мира с течением времени становятся все полнее и точнее.