Призма и маятник. Десять самых красивых экспериментов в истории науки - Роберт Криз

Красиво, для демонстрации соответствия между двумя методами получения v1 + v2. Точно опубликовать [15 апреля 1912].

Опубликовать. Подходит для демонстрации двух методов получения v… Нет. Что-то не то с температурой»118.

Таким образом, Милликен публиковал данные наблюдений по отобранным каплям, а чтобы избежать дальнейшей критики со стороны Эренгафта, не сообщал о тех каплях, информацию о которых отбросил, рассматривая ее как не представляющую научный интерес. Зато Эренгафт со своими ассистентами, пишет далее Холтон, напротив, «с удивительным усердием собирал всю полученную информацию – и „хорошую“, и „плохую“, и „нейтральную“». Ценность всех наблюдений его группа считала одинаковой.

С тех самых пор, как была опубликована статья Холтона, историки, журналисты и ученые продолжают обсуждать этические аспекты экспериментальных процедур Милликена и их ценность. В большей части публикаций история Милликена описывается как некий пример стремления полностью прояснить исследуемую проблему, при этом подчистив и пригладив часть результатов, чтобы в конечном итоге создать некую достаточно убедительную демонстрацию. Историк науки Уллика Сегерстрале сухо описывает историю получения Робертом Милликеном Нобелевской премии и замечает, что его исследования часто приводятся как пример в «воспитательных целях»119, причем с полярно противоположными оценками: с одной стороны – «блестящий научный эксперимент», а с другой стороны – «бесстыдная фальсификация».

По понятным причинам некоторые журналисты и популяризаторы науки, бегло ознакомившись со статьей Холтона, сосредоточились на каплях, пропущенных Милликеном, и в особенности на его лживом утверждении в статье 1913 года, где он написал, что привел в ней все результаты своих наблюдений. С точки зрения этих критиков, нобелевский лауреат явно повинен в научной недобросовестности и даже в подлоге120. В книге «Предатели истины: подлог и обман в научных аудиториях», опубликованной в 1983 году, журналисты Уильям Брод и Николас Уэйд пишут: «Милликен постоянно искажал результаты своих исследований с тем, чтобы они выглядели более убедительными по сравнению с реальным положением дел»121. Израильский вирусолог Александр Кон упоминает Милликена в своей книге «Ложные пророки: мошенничество и ошибки в науке и медицине», хотя автора возмущает не столько пропуск определенных данных в публикации, сколько пренебрежение Милликена вкладом в научные исследования, сделанным его студентом Флетчером.

С другой стороны, некоторые историки науки превозносят Милликена как эталон ученого, который, как теперь представляется, здраво оценивал надежность научных данных. Эти авторы настаивают, что научное мышление часто основывается не на количественной информации, а на логических рассуждениях, и приводят множество исторических примеров того, как ученые логически верно интерпретировали результаты своих экспериментов, но если бы они руководствовались одними только цифрами, то неизбежно впали бы в заблуждение. И вообще, когда речь заходит о количественных данных, надо сразу признать, что данные данным рознь.

В 1984 году историк науки Аллан Франклин, тщательно проанализировав все результаты, не включенные Милликеном в свою статью, подтвердил, что почти все они были отброшены по причинам, связанным с ошибками в эксперименте. И что даже если бы Милликен включил их в свой анализ, это почти никак не повлияло бы на окончательный результат122.

Критиками в подобных случаях чаще выступают те, кого больше волнует моральный урок, который можно извлечь из научного процесса, а не историческая точность и не особенности этого процесса. Обе описанные версии не учитывают всей сложности жизни. Версия «Милликен – плохой ученый» не содержит признания того факта, что не все данные одинаково хороши и что иногда бывает разумно отбросить некоторые из полученных результатов. А версия «Милликен – хороший ученый» не обсуждает проблему полной научной достоверности: ученый, во что бы то ни стало желающий получить нужный результат, решает опубликовать лишь часть полученной информации.

Как указывает Уллика Сегерстрале, данное противоречие возникает из-за применения двух совершенно различных и практически несовместимых подходов к научному процессу. Согласно одному из них, кантианскому (или «деонтологическому»), этически правильное поведение заключается в том, что субъект применяет к себе те же законы, которые можно назвать всеобщими, то есть те, которые одинаковы для всех человеческих существ. С позиций этого подхода, Милликен – плохой ученый, потому что он не следовал общепринятым правилам, которые требуют полностью представлять полученную в ходе исследований информацию.

Однако с прагматической точки зрения основной целью науки считается получение правильного результата, чем как раз и занимался Милликен. Наука, замечает Сегерстрале, – это сфера, отличающаяся такой высокой степенью соревновательности, что те, кто не рвется вперед, получая быстрые (пусть и не совсем точные) результаты, безнадежно отстает и сходит с дистанции.

Из-за споров вокруг этической стороны работы Милликена сложно обсуждать красоту его эксперимента. Однако все-таки стоит попробовать. Прежде всего зададимся вопросом, что же на самом деле видел Милликен. Он всматривался через микроскоп в пространство камеры, которую разработал сам. Устройство представляло собой маленькую сцену для специфического научного спектакля, разыгрываемого совершенно особыми актерами – крошечными каплями масла по нескольку микронов в диаметре. Величина поистине микроскопическая: их диаметр сравним с длиной волны видимого света, который как будто завивался вокруг капель так, что можно было видеть его дифракцию. Появляясь по одной в перекрестии визира, капли представали в виде размазанных дисков, окруженных дифракционными кольцами.

Именно по этой причине Милликен не мог измерить их размер оптическим способом, а вынужден был прибегнуть для измерений к уравнению Стокса. Каждая капля, освещенная дуговой лампой, напоминала Милликену мерцающую звезду на ночном небе. Капли, чрезвычайно чувствительные к состоянию окружающей среды, реагировали на любые потоки воздуха, на столкновения с молекулами воздуха, на электромагнитные поля, которые Милликен использовал для того, чтобы заставить капли двигаться. Он видел, как капли перемещаются вверх и вниз, реагируя на изменение электромагнитного поля. Он видел, как они мечутся под воздействием броуновского движения. Наблюдая за движением капли в электромагнитном поле, он вдруг замечал, что она подскакивает, столкнувшись с другим ионом. «Один электрон оседлал каплю! Мы на самом деле уловили то мгновение, когда электрон оседлал каплю, а затем спрыгнул с нее!»123 Когда капля масла «двигалась вверх с наименьшей возможной для нее скоростью, я был абсолютно уверен, что на ней сидит один изолированный электрон», пишет исследователь. Милликен умел заставлять капли подниматься вверх или опускаться вниз или пребывать совершенно неподвижными.

Экспериментатор хорошо ознакомился с поведением капель и разобрался во всем, что с ними происходит. Это открыло ему совершенно новый аспект окружающего нас мира. Зримое подтверждение того, что в сложных ситуациях предмет наблюдения ведет себя в точном соответствии с хорошо известными законами, вызывает у нас почти чувственное удовольствие. Примерно то же чувствует баскетболист, наблюдающий за мячом, который плавно движется по воздуху, ударяется об обод корзины, затем рикошетит в щит и наконец проваливается в корзину. Более того, процесс, свидетелем которого стал Милликен, демонстрировал нечто поистине основополагающее – фундаментальный электрический заряд. Это была именно та разновидность красоты, о которой в свое время писал Шиллер, – нечто такое, что «вводит нас в мир идей, не уводя из мира чувственных ощущений».

Однажды в Чикаго я решил отыскать место, где Милликен провел свою знаменитую серию экспериментов по измерению заряда электрона, за которую получил Нобелевскую премию, – место, которое было свидетелем решающего мгновения в рождении нашей электронной эпохи. Я отправился в Чикагский университет, прошел в Райерсон-холл, но так и не смог отыскать лабораторию, где были проведены прославленные эксперименты. Среди встреченных мной в университетских коридорах людей не оказалось ни одного, кто смог бы показать мне историческое помещение. Некоторые в ответ на мой вопрос даже спрашивали у меня: «А кто такой этот Милликен?» Секретарь направила меня в университетский отдел связей с общественностью, но и они не смогли мне ничем помочь. Ни малейших следов Милликена и его эксперимента не сохранилось в здании, где сейчас размещается факультет компьютерных технологий. Лабораторные демонстрации и дискуссии о переоценке вклада того или другого ученого будут продолжаться и впредь, но сам эксперимент Милликена, как и большинство научных экспериментов, стал фактом истории, мало кому известным.