Отрицательный результат — тоже результат

Отрицательный результат — тоже результат

От отношения ученого к результатам своих исследований, от строгой и объективной оценки собственных выводов, зачастую не совпадающих с первоначальными замыслами и намеченными задачами, во многом зависят не только его личные достижения, но и развитие научной мысли в целом. Однако означает ли это, что на первый план в научном творчестве должен выдвигаться разумный подход к плодам своего труда? Этот вопрос исключительно важен не только для методологии научного творчества, но и для уяснения этических проблем.

Давайте поразмышляем, из чего складывается тот нравственный кодекс, следуя которому ученый может быть причислен к "богам" науки? И какая в нем роль отводится индивидуальности? Все мы, плохо или хорошо, падая или поднимаясь, проходим свой путь, не похожий ни на чьи другие. Он чаще тернист, нежели гладок, он чреват обочинами, ухабами, извилистыми тропинками, которые могут вывести на свет, а могут и завести в непроходимую чащобу. Словом, он — наше испытание, которое может выдержать далеко не каждый. Поэтому, ступив на нехоженую тропу научного поиска, можно легко сломаться, предпочтя труду сиюминутный успех, сделав уступку совести, двинувшись поперек моральных и этических норм. Хорошо, если есть убежденность, что истина рядом и для встречи с ней достанет сил. А если, напротив, нет никакой надежды когда-либо "покончить" с неподдающейся научной проблемой? Более того, кажется, что эта проблема вообще не может быть разрешена!

Кто-то даже посчитал, что только около 5 процентов из всего числа проводимых поисковых исследовательских работ достигают цели или приводят к незапланированным положительным результатам. Следовательно, подавляющая часть исследователей обречена на неудачу? Столь неожиданно низкий КПД научной деятельности не может не потрясти. Ведь получается, что научно-исследовательские работы в основном будут давать отрицательный результат, а успех столь же маловероятен, как выигрыш в лотерею.

Обычно при неудачах и поражениях, будь то войны, спорт, политика, культура или наука, принято ругать "полководцев". Поэтому ученые-неудачники (а ими по "закону подлости" оказываются чаще всего люди с новаторским складом мышления и багажом наиболее смелых и свежих идей) постоянно вызывают на себя всеобщий гнев критиков и скептиков. И одному Богу известно, когда придет их "звездный час". Наступит ли он вообще? Тот же, кто в качестве солдата замуровался в окопы пуленепробиваемых знаний и теорий, живет обыденной, планомерной научной жизнью, не только более защищен — он обычно еще и с лихвой получает всякие почести и блага.

Но неудачи неудачам рознь. Случается и такое, когда, по словам современного американского философа Чарльза Морриса, "великие поражения далеко превосходят по значению недостойные успехи". В последнее время промежуточные отрицательные результаты некоторых научных изысканий историками науки оцениваются даже более высоко, чем последовавшие за ними открытия. Почему? Да потому, что именно эти отрицательные результаты, в которых исследователи порой видели одну лишь негативную сторону, как раз и вывели нас из тупиков лабиринта научного познания на путь истины. И это при том, что в прошлом они же способствовали свертыванию поисковых работ в направлении, которое впоследствии оказывалось правильно выбранным!

Советский физик Давид Альбертович Франк-Каменецкий, теоретически обосновав возможность протекания отдельных гомофазных химических реакций при определенных условиях в колебательном режиме, находился на верном пути к открытию, но как ни старался, так и не сумел экспериментально подтвердить свои расчеты. Получив в трудных сороковых годах во время опытов по окислению паров бензина ряд противоречивых результатов, Франк-Каменецкий оставил свою оригинальную затею навсегда. Но она была подхвачена другими и вызвала, пожалуй, самый мощный всплеск экспериментальных исследований химических колебательных реакций в газовой фазе, которые, несмотря на великое противостояние авторитетов, привели к значительным успехам в наши дни.

Убедилось сегодняшнее поколение в безрассудной жестокости и безразличии, проявленных к работам известного советского химика Бориса Павловича Белоусова, которыми тот занимался в пятидесятых годах. Тогда Белоусов при изучении в сернокислой среде "поведения" лимонной кислоты под воздействием бромата калия и ионов церия, используемых в качестве катализатора, заметил периодическую смену цвета реакционной смеси от бесцветной до желтой с периодом колебаний около 80 секунд. Это было величайшим открытием, так как он впервые опытным путем обнаружил явление химических осцилляции. Если до опытов Белоусова науке были известны только механические, электромагнитные, электромеханические, акустические волны, а загадка "биологических часов" лишь начинала будоражить умы, то представьте, что значило тогда открыть и зафиксировать химические пульсации?!

Такая находка была подобна грому среди ясного неба. Но в какой бы научный журнал не обращался Белоусов, пытаясь обнародовать свой труд, все, ссылаясь на заключения рецензентов, отказывались помещать уникальный материал из-за того, что колебательный режим протекания химической реакции был, видите ли, теоретически недопустим. Это мнение проистекало из ошибочного посыла о наличии термодинамических ограничений. Причем с ним так срослись, что неверие ученых в реальность явления химических осцилляции в гомогенных системах сохранялось достаточно долго. Поэтому, когда были представлены первые экспериментальные подтверждения существования химических волн, их, не раздумывая, приняли в штыки. Только в 1980 году, когда Белоусова уже не было в живых, восторжествовала справедливость, и он в числе других исследователей автоволновых процессов был удостоен Ленинской премии.

Активное неприятие открытия Белоусова диктовала и сама идея колебательной химической реакции, которая из-за ее архиоригинальности не могла быть объективно оценена. У специалистов никак не хватало воображения представить, что реакционная химическая смесь способна действовать подобно маятнику, хотя исследования последних лет убедительно показали, что химические маятники могут существовать не только в жизненно активных средах, подобных тем, что изучали Белоусов, а затем и A.M. Жаботинский, а и в самых "обычных" газовых смесях. В процессе окисления окиси углерода, природного газа, простых углеводородов и альдегидов при определенных условиях в них всегда возникали стабильные колебания. Эти эксперименты начисто разрушали казавшиеся раньше незыблемыми научные представления.

Но что любопытно: чем шире был размах исследований колебательных химических реакций, тем все больше накапливалось отрицательных результатов, которые приводили ученых к новым обескураживающим выводам. Переход от одних неудачных экспериментов к другим сопровождался открытием очередных неизвестных явлений и закономерностей, а с ними и появлением самых неожиданных теоретических соображений относительно механизмов возникновения химических колебаний. Шаг за шагом исследователи приближались к истине. Этот процесс продолжается и в настоящее время, кажется, еще немного и уже будет виден горизонт, за которым раскроются все тайны данного удивительного феномена, уловленного на стыке четырех наук: химии, физики, биологии и математики. Недаром один из основоположников химической физики H.H. Семенов считал, что "для открытия слово "нет" бывает важнее, чем "да", и в этом если не секрет, то залог удачи".

Научные открытия, как видно из практики, очень редко приходят как озарения или откровения. Как правило, их предваряет долгий, тяжелый и самоотверженный труд, а поиск чаще приводит к отрицательным результатам, чем к желанным достижениям и победам. Причем этот труд проделывается не одним, а несколькими поколениями ученых, которые нащупывают дорогу к открытию методом многочисленных проб и ошибок. "Конечно, надо уметь преодолевать трудности, — говорил Петр Леонидович Капица, — но надо уметь и не воздвигать их перед собой…" Но так получается не всегда и не у всех. Напротив, без трудностей, без разочарований и горьких неудач не обходится, пожалуй, ни один шаг в научном познании.

Это хорошо прочувствовал на себе сам Капица, когда взялся за создание оригинальных установок, позволяющих получать в значительных количествах жидкий кислород. В нескольких номерах журнала "Химия и жизнь" за 1987 год было помещено более двух десятков его статей об этой трудоемкой работе. Они являлись не просто научными отчетами. В них были с огромной силой переданы те мучительные переживания, через которые проходит исследователь, подбираясь к вершине еще никому неизвестной горы. Из-за яркого образного строя и неожиданных откровений очерки Капицы могут быть причислены к шедеврам научной мысли в той же степени, что и созданная им установка для получения жидкого кислорода. Пересказывать содержание статей великого гуманиста все равно, что начать переводить стихи в прозу. Их безусловно следует читать в оригинале, поскольку в каждой присутствует рука мастера. Скажем только, что как исследователь и изобретатель Петр Леонидович сумел показать поисковый творческий процесс "изнутри", изложив в мельчайших подробностях каждый его этап, каждый перебранный и отброшенный вариант в конструкции установки, вплоть до окончательного, который соответствовал всем необходимым требованиям. "Пока экспериментальная машина не ломается несколько раз, — писал он, — у конструктора не может появится уверенность в том, насколько она на самом деле прочна и какой запас прочности нужно принять уже для промышленной машины".

А знаете, сколько экспериментов поставил в свое время выдающийся немецкий биолог Пауль Эрлих, чтобы только найти состав препарата для борьбы с неизлечимым тогда сифилисом? Шестьсот шесть! И лишь последний дал возможность поставить точку в этой подвижнической работе. Убийственным для вызывающих это венерическое заболевание спирохет оказался мышьяк, на основе которого Пауль и создал лекарство, названное "сальварсаном". Казалось бы, все, цель достигнута. Однако Эрлих и не помышлял сворачивать лабораторные работы. Наоборот, в течение последующих пяти лет он, как одержимый, продолжал синтезировать все новые и новые химические соединения, пока на 914-й раз не получил более эффективный неосальварсан. Но даже не этот факт поражает воображение. А то, что Эрлих после чудовищной серии отрицательных результатов не отказался от решения научной проблемы в той области, где вроде бы ничто не сулило успеха. Как ученый, он совершил подвиг трижды: не сложил рук, когда за горло брала неудача, нашел химическое вещество, способное избирательно действовать на возбудителей "неподдающейся" лечению болезни, и заложил основы новой научной дисциплины — химиотерапии. Что уж говорить о том, что по мученичеству исследовательский поиск Эрлиха, сопровождаемый блужданиями "в потемках", может быть сравним лишь с поисками "черной кошки в темной комнате"!

Любопытно, что другому, не менее значительному открытию Эрлиха в микробиологии также предшествовала череда отрицательных результатов, и при продвижении к цели ему приходилось отбрасывать один за одним. Чтобы предложить человечеству оригинальный способ распознавания "неуловимой" туберкулезной палочки методом окрашивания, Эрлихом было перепробовано более 500 известных на то время и им самим синтезированных различных красок. А чего стоила сама идея отыскивания в человеческом организме при помощи химических красящих веществ зловредных бацилл, которые следовало подвергнуть уничтожению! Даже близкие друзья и ассистенты Эрлиха сомневались в успехе его научной затеи. Но ученого не смогли убедить отказаться от "бесперспективного" занятия ни уговоры помощников, ни обескураживающие "сюрпризы" лабораторных исследований. Однажды, когда Эрлих в очередной раз "колдовал" над созданием нового вещества, он в сердцах осадил скептически настроенного первого ассистента следующей фразой: "Вы считаете, что мой замысел не укладывается в рамки химических законов. Тем хуже… для химии. А мы тем временем продолжим наши поиски".

Кстати, Эрлих был далеко не единственным человеком, кто ломал голову над разработкой состава биологически активных красок. Один из первых синтетических красителей был получен в 1856 году восемнадцатилетним английским исследователем Уильямом Генри Перкиным, впоследствии ставшим одним из крупнейших химиков-органиков. Интересно, что изначально перед ним стояла задача совершенно иного характера. Перкин пытался из имеющихся в природе веществ искусственным путем получить хинин — эффективное лечебное средство от малярии. Ни о каких красителях речь не шла. Причем почти каждая новая попытка синтезирования хинина заканчивалась для Перкина плачевно. Неудачной было посчитал он и серию экспериментов по получению хинина за счет осуществления химической реакции между анилином и бихроматом калия, поскольку ошибся в том, что молекулярные основы хинина и анилина идентичны друг другу. Так и эдак изменял он условия протекания химической реакции, но хинин упрямо не образовывался. Вместо него появлялся какой-то странный осадок темно-бурого цвета.

Получив этот чертов осадок вместо хинина в очередной раз, Перкин уже собрался вылить раствор в раковину, но его внимание неожиданно привлек нежный пурпурный отлив на стенках сосуда, когда тот оказался на свету. Волей случая этот "отрицательный" результат буквально перевернул всю судьбу ученого-неудачника. Осадок оказался первым синтетическим красителем, который Перкин назвал "малиновый пурпурный". Понятно, что с того момента он полностью погрузился в получение и изучение искусственных красителей, оставив после себя массу ценных для науки разработок. Но "первенца" он любил больше всего и ставил гораздо выше всех остальных своих достижений в этой области.

Точно также неожиданно полученный отрицательный результат в ходе экспериментов с возбудителями "куриной холеры" изменил спокойную и размеренную жизнь Луи Пастера. Счастливая неудача стала началом новых направлений в биологии — иммунологии и медицинской микробиологии, да еще позволила ученому разработать цельное учение об искусственном иммунитете, сделавшееся щитом против инфекционных заболеваний на основе создания "защитных" вакцин. Здесь было все, как и в случае с Перкиным, когда ищешь одно, а находишь другое.

Засев в начале восьмидесятых годов прошлого столетия за работу над глобальной проблемой выяснения воздействия болезнетворных микробов на живой организм, Пастер выделил возбудителей "куриной холеры". Поскольку его силы были уже на исходе, он решил на время прервать начатые исследования и немного отдохнуть. Возвратившись в лабораторию после "отпуска", Пастер продолжил начатые эксперименты. Но подопытные птички отчего-то не реагировали даже на относительно большие "дозы" возбудителей этой болезни, которые не вызывали смертельных исходов, хотя сами микробы ничем не отличались от тех, которыми "заражали" предыдущую партию до вынужденной "передышки". Подобно Перкину, Пастер из-за "проваленного" эксперимента в запале решил уничтожить "залежавшиеся" микробы. "Все придется начинать сызнова!" — в раздражении подумал он. Но тут же промелькнула еще вроде бы более "безрассудная" мысль: "А что если со временем микробы "выдохнулись" и потеряли свою былую мощь? Если так, то нельзя ли этих смертоносных врагов живых организмов превратить в их стойких защитников, понудить сменить объект насилия, направив жала на своих же собратьев?" Вопрос следовало обдумать обстоятельно. Дни и ночи вел Пастер с самим собой нескончаемые диалоги. А способен ли слабый победить более сильного? Ведь это противоречит законам живой природы! Это, наконец, отрицает сама наука!

Трудно пересказать, сколько переживаний, душевных мук и противоречивых чувств испытал Пастер, прежде чем приступить к новой серии экспериментов и затем сделать вывод о возможности выработки механизмов искусственного сопротивления инфекции за счет введения в организм животного или человека соответствующей вакцины! Какой же из всего этого вывод должны сделать мы? Да тот, что в экспериментальных работах исследователю надо сомневаться до тех пор, пока факты сами не заставят отказаться от любых сомнений. Этому и учил своих последователей великий Пастер, впредь поступая только так, а не иначе: появился факт и отпали сомнения. Не потому ли именно Пастер оказался способным "родить" новую науку — иммунологию, которая шла в рост не по дням, а по часам?

Но это Пастер "прозрел", а другие? Как они реагировали на свои отрицательные результаты при том, что иммунология развивалась и сформировалась в ладно сбитое и сильное учение? К сожалению, каждый новый шаг вперед неизбежно сопровождался двумя шагами назад, связанных с исключением положений, вытекающих из совокупности отрицательных опытных результатов. Так, французский иммунохимик Пьер Грабар, сделав неимоверное количество "шагов назад" после предпринятой им серии "провальных" опытов, наконец разработал оригинальный метод иммуноэлектрофореза. Он позволил с очень большой точностью фиксировать белки, предварительно расщепляя их в сывороточных образцах на несколько десятков компонентов.

Английский микробиолог Александер Флеминг, перенесший особенно много ударов и горестных разочарований, а затем одним мощным броском достигший цели, открыв заветный пенициллин, потом говорил: "И неудачи бывают полезны. Если их хорошенько проанализировать, то они могут помочь добиться успеха". Подобного мнения придерживался и Альберт Эйнштейн, утверждавший, что даже "на неудачах можно чему-либо научиться".

Позиция вырабатывалась из опыта. Более двух десятилетий "убил" Эйнштейн на разработку единой теории поля. Именно "убил", потому что все его попытки вывести новый физический закон кончались поражением. Казня себя, но не теряя оптимизма, он так отреагировал на свой отрицательный результат: "Я никогда не мог следовать установленным правилам… Не из-за небрежности… Бог безжалостно распределил свои дары, меня он наделил упрямством мула и ничего больше; правда, носом он меня тоже снабдил". Действительно, эту единственную творческую неудачу Эйнштейна можно рассматривать двояко: не состоялась теория единого поля, но ее превзошли другие его детища — специальная и общая теория относительности и фотонная теория света.

Кстати, первым экспериментальным подтверждением специальной теории относительности тоже был отрицательный результат, который получил, правда, не Альберт Эйнштейн, а его тезка, американский физик Майкельсон, пытавшийся экспериментально обнаружить эфирный ветер, рассматривая движение нашей планеты относительно якобы неподвижного эфира.

"Облом" Майкельсона на некоторое время даже парализовал физиков. Но этот период опять-таки был необходим для того, чтобы хорошенько "переварить" неожиданные выводы, напрашивающих из отрицательного результата, повлекшего за собой ставший знаменитым эксперимент. Как же не вспомнить здесь о том, что никогда не надо отговаривать человека от попытки провести тот или иной, даже, на первый взгляд, несуразный опыт. Если он не найдет то, что ищет, то, может быть, откроет нечто иное, не менее важное и значительное!

Нечто подобное произошло с открытием принципа неопределенности в квантовой механике, сформулированном немецким физиком-теоретиком Вернером Карлом Гейзенбергом. Вначале ученый поставил себе определенную цель: выяснить степень приемлемости классических понятий и законов в микромире. В соответствии с ней он провел даже такую работу, которая вошла в историю квантовой механики как одна из самых ярких страниц. Мысленно воссоздав воображаемый сверхсильный микроскоп, посредством которого в идеальном случае можно увидеть абсолютно все процессы, происходящие в микрообъекте, Гейзенберг в соответствии с представлениями классической механики попытался определить скорость и месторасположение частиц. Однако экспериментируя, он терпел неудачу за неудачей и только потом сумел доказать, что с квантовомеханической точки зрения никак нельзя одновременно вычислить координаты и скорость элементарной частицы. Это был абсолютно неожиданный вывод, который вытекал из всех негативных результатов. Нужно было иметь большое мужество, чтобы не остановиться на полпути, с одной стороны, из-за ряда неудач, с другой — из-за давления научных догматов, которые считались непоколебимыми. Видимо, трактовку именно таких "неудобных" физических явлений имел в виду Нильс Бор, когда утверждал, что "есть вещи настолько сложные, что о них можно говорить только шутя".

Как вспоминал П.Л.Капица, в лаборатории Эрнеста Резерфорда, где он превратился из неоперившегося юнца в большого ученого, поощрялись именно не задавшиеся эксперименты, особенно в тех случаях, когда возникали явные противоречия между их результатами и существующими теориями. Резерфорд был уверен, что именно эти противоречия между теоретическими положениями и практикой обеспечивают истинный прогресс в науке. Как-то Капица обратил внимание Резерфорда на одного из молодых сотрудников, занимавшихся явно неразрешимой и неактуальной проблемой. "Я внимательно слежу за ним, — ответил Капице Резерфорд. — Ведь главное, что он сам поставил эту проблему перед собой. А пока он убедится в бесполезности своих действий, то, может быть, сделает немало полезных дел". Не исключено, что такое отношение Резерфорда к молодым ученым способствовало их скорейшему превращению в видных физиков. Только под крылом Резерфорда, предоставлявшего каждому из них широкие права как на генерирование неожиданных идей так и на постановку невероятных экспериментов, они полностью самореализовывались.

Этой политики в работе с молодежью придерживался и крупнейший английский авиаконструктор Де Хавиленд. Когда его спрашивали, в чем секрет его блестящих технических успехов, он неизменно отвечал: "Они основываются на огромном инженерном опыте, который я приобрел в результате… многократных неправильных решений".

Так уж случалось в истории науки, что большинство исследований разведывательного характера заканчивалось поражениями. Но хотя вложенный в них труд не приводил к разрешению поставленной проблемы или разъяснению конкретной научной загадки, отрицательные результаты служили своеобразными Костиками", минуя которые можно было "потрогать" будущее науки. В какой-то степени суд истории был несправедлив к плутавшим вокруг да около истины ученым, поскольку их неудачи часто служили "первыми ласточками", возвещающими начало нового научного направления или становление новой научной дисциплины. И с этой точки зрения мы не можем все отрицательные результаты сваливать в одну кучу, не воздавая должное тем, которые пусть не сразу, но постепенно приводили к грандиозным открытиям или наталкивали на мысль о них. Любое открытие становится верхом совершенства, когда под градом неудач и ошибок на пути к нему преодолеваются как препятствия, так и собственное несовершенство. Правда, иногда имела место и обратная картина. Не набитые шишки, а чрезмерная старательность ученого мешала ему прийти к блестящему финалу и произнести заветное: "Эврика!"