Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

Конец 1800-х годов был временем новых взрывных открытий в физике — ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи, радиоактивность и электроны. В 1903 году известный и прекрасно образованный физик по имени Проспер-Рене Блондло дополнил эту цепочку открытий, объявив о новой форме излучения, которую он назвал «N-лучи». Эти лучи обнаруживали при помощи регистрации изменения яркости искр с помощью специального прибора. Характерные вспышки можно было зафиксировать на фотопластинках. Наблюдения Блондло были быстро воспроизведены другими учеными, в результате чего было опубликовано около 300 отчетов более чем от сотни ученых, которые обнаружили N-лучи, исходящие от почти всех веществ и даже живых существ. Однако главный ключ к разгадке природы N-лучей заключался в наблюдении, что они не испускаются некоторыми металлами или свежераспиленной древесиной. Открытие N-лучей было настолько важным, что другие физики, наблюдавшие аналогичное явление, заявили о своем открытии, и пришлось собрать специальную комиссию, чтобы определить приоритет открытия.

Со временем возникла проблема при изучении N-лучей, потому что некоторым физикам было очень трудно их наблюдать. Конечно, известно, что это часто происходит в науке, поскольку особенности экспериментальных условий или конструкции приборов могут значительно различаться. Чтобы регистрировать некоторые природные явления, нужны очень точные и чувствительные приборы, и, если они настроены неправильно, вы можете упустить важную деталь в своих наблюдениях. Различия в том, как ученые настраивают и применяют свое оборудование, могут привести к большим расхождениям в наблюдении одного и того же явления, даже если объект наблюдения действительно существует. Это понимание может быть важным источником новых знаний, поскольку понимание деталей, необходимых для наблюдения чего-либо, может дать ключ к разгадке его свойств.

Что касается N-лучей, большинство из тех, кто мог наблюдать и изучать их, были французскими физиками, тогда как те, кто не мог, были в основном немцами или англичанами. Скорее всего, это было связано с методологическими различиями и недопониманием. Однако были предложены и другие объяснения. В соответствии с методикой внесения вспомогательных гипотез для восстановления согласованности между теорией и наблюдением некоторые французские физики выдвинули вспомогательную гипотезу о том, что в результате эволюции глаза немцев утратили способность воспринимать эффекты N-лучей, в то время как глаза французов сохранили ее. Оглядываясь назад, можно предположить, что главную роль в этом объяснении сыграли национализм и патриотизм, когда французские физики защищали и отстаивали научную доблесть своих соотечественников, и наоборот. Утверждение, что французские глаза могут видеть то, чего не могут видеть немецкие глаза, сегодня кажется смешным и абсурдным; однако оно не выходит за рамки известной биологии человека. Если есть люди, которые не могут видеть определенные цвета, и это может быть унаследованной чертой, так почему бы некоторым людям не страдать слепотой в отношении N-лучей?

Несмотря на трудности в обнаружении N-лучей, многие ученые смогли наблюдать это явление. Были изготовлены фотопластинки с использованием хорошо описанных методов, которые использовались для обнаружения и документирования других типов излучения, ясно показавшие существование N-лучей. Изучение и наблюдение N-лучей не ограничивалось лабораториями физиков; напротив, проводились публичные демонстрации, на которых «многие в аудитории ... очень ясно ощутили эффект и выразили свое удовольствие возгласом восхищения»[215]. Итак, что же делать дальше с N-лучами и как их изучать?

Журнал Nature[216] попросил знаменитого физика-экспериментатора Роберта Вуда посетить лабораторию доктора Блондло, чтобы разобраться в проблеме. Честно говоря, доктор Вуд относился к тем, кто открыто сомневался в этом явлении и, вероятно, отправился в лабораторию Блондло с целью дискредитировать N-лучи, но это определенно не является недостатком ученого. Кроме того, журнал Nature издавался в Британии, а не во Франции, и, возможно, имел место некоторый национализм с противоположной стороны. В любом случае, хотя для ученого похвально и уместно исследовать утверждения других ученых с целью опровержения, Вуд все же действовал в некоторой степени неблаговидным и коварным образом.

Например, Вуд говорил на французском и немецком языках, помимо своего родного английского. Однако разговор на протяжении всего визита велся на немецком языке. Вуд притворился, что не умеет говорить по-французски во время своего визита, чтобы его хозяева свободно говорили друг другу в его присутствии вещи, которые, как они думали, он не понимает. Блондло и его коллеги провели для Вуда серию демонстраций эффектов N-лучей. Однако Вуда не убедило то, что ему показали, — он просто не мог различить искры, на которые влияли N-лучи, от искр без такого воздействия. Хозяева лаборатории предположили, что глаза Вуда просто недостаточно чувствительны, чтобы обнаруживать различия, как и предполагалось ранее. Опять же, хотя это кажется абсурдным, существует множество ситуаций, в которых для определения эффекта требуется тренированный взгляд. Хорошо обученный патологоанатом может отличить раковые клетки от доброкачественных, глядя в микроскоп; и если на сетчатку глаз неподготовленного человека попадет аналогичное изображение, он не сможет увидеть различия между клетками, то есть не сможет распознать то, на что смотрит[217].

Для компенсации своего предполагаемого недостатка Вуд предложил периодически заслонять поток N-лучей своей рукой, а опытные физики из группы Блондло с их острой способностью наблюдать N-лучи будут сообщать, когда детектор станет ярче, а когда — нет. Действительно, хозяева лаборатории сообщали, что периодически то наблюдают, то не наблюдают N-лучи, предполагая, что Вуд двигал рукой, хотя на самом деле она неподвижно находилась на пути предполагаемых лучей все время. А когда он действительно двигал рукой внутрь и наружу, то «колебания яркости, наблюдаемые, когда я двигал рукой, не имели никакого отношения к ее движениям».

Вуд никогда не утверждал, что Блондло и его группа преднамеренно лгали, и не высказывал мнения, что они совершали мошенничество; напротив, он чувствовал, что его коллеги стали жертвами предвзятости восприятия. В таких случаях, когда люди знают, каким должен быть результат эксперимента, они непреднамеренно увидят то, что ищут. Кроме того, они могут неосознанно повлиять на результат за счет незначительных изменений в методике эксперимента. Или же они могут выборочно интерпретировать результаты и найти причины для исключения экспериментов, которые «не работают», в то же время принимая те, которые «действительно работают». Что касается четких свидетельств наличия N-лучей, которые Блондло и его коллеги получили с помощью фотопластинок, разумеется, они не были продуктом предвзятого отношения, поскольку различия были очевидны для любого, кто их видел, а пленка не может быть предвзятой. Действительно, изображения поначалу озадачили Вуда в связи с заявлением о том, что он не может воспринимать N-лучи, поскольку различия в изображениях на фотопластинках, которые он видел, были настолько заметными, что он не мог смириться с тем, что его глаза не улавливают столь выраженный эффект. Вуд предположил, что, зная, какие эффекты должны были наблюдаться, экспериментаторы непреднамеренно экспонировали пластины дольше или под более прямым углом и тем самым генерировали ожидаемые результаты, хотя на самом деле N-лучи никак себя не проявляли.