"Эксперимент, Теория, Практика. Статьи, Выступления" - читать интересную книгу автора (Капица Пётр Леонидович)

ЭКСПЕРИМЕНТ, ТЕОРИЯ, ПРАКТИКА

Из выступления на Общем собрании Академии наук СССР 6 февраля 1962 г.

Опубликовано в «Экономической газете» от 26 марта 1962 г.

Я хочу отметить несоответствие в развитии теоретических и экспериментальных работ и отсутствие необходимой связи теории с практикой.

Конечно, в основном я остановлюсь на физико-математических науках. Нетрудно видеть, что у нас происходит отставание экспериментальной физики от теоретической. Возьмите, например, работы, выдвинутые в 1962 году на Ленинскую премию: там много работ по математике, по теоретической физике, но нет ни одной по экспериментальной физике. Я редактор «Журнала экспериментальной и теоретической физики», и мне хорошо известно, что большинство статей, которые к нам поступают, относятся к теоретической физике. Отношение примерно 1 : 4 или 1 : 3.

Наше отставание в экспериментальной физике можно видеть, сравнивая нашу физику с зарубежной.

Возьмем ядерную физику. Хорошо известно, что, несмотря на то, что техническое оснащение в этой области у нас хорошее, экспериментальные результаты слабее. Практически из всего большого количества новых частиц, которые были открыты, значительная, львиная доля падает на зарубежных физиков.

Что касается теоретических работ, то тут, как в математике, так и в теоретической и математической физике, во многих основных областях, несомненно, мы являемся ведущими и занимаем должное место в мировой науке.

Это противоположно тому, что происходит в США, где как раз экспериментальные науки развиваются в ущерб теоретическим, что очень хорошо проявилось еще лет 20 назад, когда в США стала развиваться ядерная физика и необходимо было создать атомное оружие. Для выполнения этого задания американцам пришлось «импортировать» из Европы много физиков-теоретиков.

Хорошо известно, что когда мы решали те же задачи ядерной физики, наши теоретики оказались вполне подготовленными и достаточно квалифицированными, чтобы решить эти задачи быстро и самостоятельно. За последние годы теоретическая физика в США окрепла, и разрыв уменьшился.

Показателем отставания экспериментальных наук является и то, что молодежь, оканчивающая вузы, стремится идти на теоретические работы.

Такое отставание экспериментальной физики — очень серьезный фактор, который все больше и больше будет тормозить нормальный рост нашей физики. Разрыв между теорией и экспериментом, между теорией и жизнью, между теорией и практикой есть симптомы серьезных нарушений нормального развития науки. То, что у нас сейчас происходит отрыв теоретической науки от жизни, с одной стороны, и, с другой стороны, недостаточно высокое качество экспериментальных работ, — все это нарушает гармоническое развитие нашей науки и, мне кажется, происходит не только в физике, но и в ряде других областей естественных наук.

Нам следует осуществить необходимые мероприятия, чтобы поднять нашу экспериментальную физику. Конечно, для этого нужно сперва выяснить причину, тормозящую развитие нашей экспериментальной науки и нарушающую нормальную связь теоретических наук с жизнью. Стоит поставить правильный диагноз заболевания, как лечебные мероприятия станут очевидными.

Из истории развития физики хорошо известно, что деление физиков на теоретиков и экспериментаторов произошло совсем недавно. В прежние времена не только Ньютон и Гюйгенс, но и такие теоретики, как Максвелл, обычно сами экспериментально проверяли свои теоретические выводы и построения. Теперь же только в исключительных случаях теоретик ставит опыты, чтобы проверить свои теории. Происходит это по простой причине. Техника эксперимента значительно усложнилась. Она требует больших усилий при выполнении опыта. Обычно это не под силу одному человеку, поэтому работа выполняется целым коллективом научных работников.

В самом деле, такое оборудование, как ускорители, ожижители, сложнейшие электронные схемы, реакторы и пр., требуют большого штата научных работников для того, чтобы проводить эксперимент. Поэтому физику-теоретику невозможно самому проверять на практике свои теоретические выводы и приходится полагаться на «милость» экспериментаторов, ждать когда они проверят на практике его выводы и предложения.

Из-за этого возникает несоответствие между количеством теоретических работ и возможностью подвергнуть их опытной проверке. В самом деле, теоретик часто печатает несколько работ в год, скажем, четыре, а чтобы сделать экспериментальную проверку, требуется обычно год или полтора, причем над этим должна трудиться группа в несколько человек, скажем, пять человек: очевидно, что тогда на каждого теоретика должно приходиться от 20 до 30 экспериментаторов. Это, конечно, вульгаризованная схема, но в общем она дает идею о необходимом для развития науки соотношении между теоретиками и экспериментаторами.

Сейчас число теоретиков и экспериментаторов примерно равно. В результате получается, что большинство теоретических выводов не проверяется на практике. Теоретики отвыкают от того, что всякая их работа приобретает ценность только после того, как она связана с жизнью. Теория начинает работать сама на себя, и в лучшем случае ее ценность определяется из методических и эстетических соображений.

Для гармонического развития науки нужно, конечно, чтобы теория не отрывалась от опыта, и это может иметь место только тогда, когда теория опирается на достаточно крупную экспериментальную базу. Почему же у нас ее нет? Почему же у нас так мало людей идет в экспериментальную работу и она у нас плохо организована? Ответить на этот вопрос просто: в наших условиях работа экспериментатора гораздо более тяжелая и менее «рентабельная». Не только потому, что экспериментатор в случае неудачи работы теряет не два — три месяца, как теоретик, но год или полгода, т. е. то время, которое обычно сейчас нужно, чтобы завершить экспериментальную работу. Работа экспериментатора требует гораздо больше усилий, ему не только нужно понимать теорию, но он должен иметь ряд практических навыков в работе с приборами, нужно создать хорошо сработавшийся коллектив, часто эксперимент требует непрерывной работы днем и ночью; все это ведет к тому, что признание экспериментатора, как ученого, достигшего научной степени, приходит значительно позже, чем для физика-теоретика.

Чтобы представить диссертацию к защите из сделанной коллективно работы, ему нужно выделить часть, которая якобы является его самостоятельным вкладом, что должно быть подтверждено руководителем работы. Нетрудно видеть, что это условие в корне противоречит здоровому духу коллективной работы, когда люди непрерывно обмениваются опытом и идеями, друг другу помогают и друг друга заменяют. Выделение «личной собственности» для защиты диссертации является противоестественным и тормозящим фактором развития коллективной работы.

Все это отталкивает многих людей от экспериментальной работы.

Руководитель коллектива экспериментальной группы тоже поставлен в тяжелые условия. Он несет ответственность за работу, но поскольку сам часто фактически не участвует в ней, то обычно считается, что его имя не должно входить в авторский коллектив. Молодежь, пока не вырастет, конечно, недооценивает роль руководителя, хотя он и подбирает коллектив, распределяет работу между его членами, отсеивает хорошие идеи от плохих. Конечно, роль руководителя исключительно велика. В современных условиях руководитель научной работы подобен режиссеру, он создает спектакль, хотя не появляется сам на сцене.

Современный театр и кино признают решающее значение режиссера при создании спектакля или фильма. Но то, что сейчас при современной коллективной научной работе роль руководителя обычно является решающей, еще далеко не дошло до сознания, потому и не создаются те условия, которые необходимы для успешной работы руководителя, и его работа не обставлена должным образом. Поэтому сейчас очень трудно бывает привлекать способных научных работников для того, чтобы они занимали руководящие посты заведующих лабораториями, директоров институтов. Эти должности часто у нас замещаются работниками с административными навыками, без творческой научной квалификации, в результате этого коллективы начинают плохо работать, и это понижает то качество научной экспериментальной работы, о котором уже говорилось.

В таких крупных областях экспериментальной современной физики, как исследование космоса, изучение плазмы, изучение ядра, создание ускорителей, коллективы в экспериментальной работе достигают больших размеров и роль руководителя является решающей, и только правильный подбор его может обеспечить успех работы.

Когда теоретик делает свою работу, то его производственным орудием являются карандаш и бумага, но некоторым и этого не нужно. Так, Эйлер, когда ослеп, делал свои фундаментальные математические работы в уме.

Для экспериментатора же нужна хорошая материальная база: помещение со всевозможным специальным оборудованием, большой ассортимент приборов, необходимость выполнения специальных заказов, специальные материалы, мастерские, обученный штат лаборантов и пр. Темпы и успех работы обусловлены совершенством этой материальной базы. Лет 10 назад материальная база была у нас слабее, чем за рубежом, сейчас она значительно улучшилась, но не достигла нужного уровня и продолжает тормозить ход экспериментальной работы, делает ее менее привлекательной для ученого.

Из сказанного совершенно понятно, почему наша молодежь стремится к теоретической научной работе, почему у нас возникло такое несоответствие между теорией и экспериментом и почему у нас теория оторвалась от жизни. Если мы согласимся с диагнозом, который я здесь ставлю, то необходимые меры лечения этого заболевания нетрудно найти. Они заключаются в том, чтобы поставить экспериментатора и руководителя экспериментальных работ в такие условия, в которых эта работа стала бы по крайней мере так же привлекательна, как работа теоретика. Приспособить нашу организационную систему научной работы для коллективной работы и поощрять этот характер работы. Такие поощрительные мероприятия могут быть построены на материальной базе и на моральных факторах.

В качестве примера можно указать на организацию тематических премий для экспериментальной работы, облегченные методы получения степеней для ряда работников на основе одной и той же коллективной диссертации и т. п.

То, что сказано о физике, можно отнести и к другим областям естественных наук. Отрыв теории от эксперимента, опыта, практики наносит ущерб прежде всего самой теории.

Я хотел бы сказать, что отрыв от опыта и от жизни происходил и у философов, занимающихся философскими проблемами естествознания. Ярким примером отрыва некоторых философов от опыта и от жизни может служить их отношение к кибернетике в конце 40-х — начале 50-х годов, когда в наших философских словарях кибернетика называлась реакционной лженаукой...

Если бы наши ученые приняли тогда это определение руководящим для дальнейшего развития этой науки, то можно сказать, что завоевание космоса, которым мы все справедливо гордимся и за которое нас уважает весь мир, не могло бы быть осуществлено, так как управлять космическим кораблем без кибернетических машин невозможно.

Вот еще пример, который показывает, к чему приводит недостаточное понимание и знание физического эксперимента. У многих еще свежо в памяти, как ряд философов, догматически применяя метод диалектики, доказывал несостоятельность теории относительности. Наибольшей критике со стороны философов подвергался вывод теории относительности о том, что энергия эквивалентна массе, умноженной на квадрат скорости света (E = mc2). Физики уже давно проверили этот закон Эйнштейна на опыте с элементарными частицами. Для понимания этих опытов требовались глубокие знания современной физики, которыми некоторые философы не располагали. И вот физики осуществили ядерные реакции и проверили закон Эйнштейна не на отдельных атомах, а в масштабах атомной бомбы. Хороши были бы физики, если бы последовали за выводами некоторых философов и перестали работать над проблемой применения теории относительности к ядерной физике! В какое положение физики поставили бы страну, если бы они не были подготовлены к практическому использованию достижений ядерной физики?

Эти примеры наиболее ярко характеризуют отрыв некоторых философов от практики, хотя имеется еще ряд других случаев. а именно: неправильная оценка принципа неопределенности в квантовой теории, неправильная оценка теории резонанса для изучения химических связей и другие... Неправильные обобщения были сделаны также некоторыми биологами и философами в области биологии.

Это говорит о том, что применение диалектики в области естественных наук требует исключительно глубокого знания экспериментальных фактов и их теоретического обобщения. Без этого диалектика сама по себе не может дать решения вопроса. Она как бы является скрипкой Страдивариуса, самой совершенной из скрипок, но чтобы на ней играть, нужно быть музыкантом и знать музыку. Без этого она будет так же фальшивить, как и обычная скрипка.

Работа крупных ученых-естествоиспытателей, внесших большой вклад в развитие современного естествознания, неизменно проходила в тесной связи теории и опыта. Поэтому для развития естественных наук на здоровой материалистической основе всякое теоретическое обобщение должно непременно проверяться на опыте. Гармоническое развитие теории и практики является абсолютно необходимым во всех областях естествознания.

О самом механизме связи теории с практикой мне хотелось бы напомнить красивым сравнением, употребленным еще Кельвином. Он сравнивал теорию с жерновами, а опытные данные — с зерном, которое засыпается в эти жернова. Совершенно ясно, что одни жернова, сколько бы ни крутились, ничего полезного дать не смогут (теория работает сама на себя). Но качество муки определяется качеством зерна, и гнилое зерно не может дать питательной муки. Поэтому доброкачественность эксперимента является необходимым условием как для построения передовой теории, так и для получения практических результатов.

Высокое качество эксперимента является необходимым условием здорового развития науки.

В заключение я хотел бы, чтобы значение и роль хорошего эксперимента запомнились бы вам в словах шутливого афоризма, принадлежащего героине романа «Джентльмены предпочитают блондинок», — одного из «классических» американских произведений: «Любовь — это хорошая вещь, но золотой браслет остается навсегда».

Я думаю, что мы, ученые, можем сказать: теория — это хорошая вещь, но правильный эксперимент остается навсегда.