10 Июля 2018

Необычные случаи в научных открытиях

Опубликовал augonsedai

Вся история науки неразрывно связанна с ключевыми открытиями, которые приносили с собой новые прогрессивные технологии или в корне меняли представление человечества о мире. Однако с историей научных прозрений все очень не просто – некоторые открытия совершались случайно, авторство других вызывало и вызывает споры, а некоторые ученые и вовсе проходили мимо лавров открывателей новых явлений и технологий.

В этой статье мы расскажем об удивительных случаях, связанных с открытиями в научной среде и попробуем понять, какие факторы влияют на озарение ученых. При этом мы не будем проводить границу между понятиями «изобретение» и «открытие», хотя в научном сообществе принято видеть принципиальное различие.

Под термином «открытие» подразумевается обнаружение объективных закономерностей, свойств и сил в нашем материальном мире. А вот уже созданные на основе этих новых закономерностей технологии называют «изобретением». Разница заключается в том, что изобретение можно запатентовать, и получать финансовый доход от своего умственного труда. А вот открытие патентованию не подлежит – ведь несуразно объявить право интеллектуальной собственности на земную гравитацию или электричество. В связи с этим периодически патентные бюро аннулируют выданные патенты в судебном порядке. Например, патент на телеграф, выданный Сэмюэлю Морзе, был признан недействительным, так как описывал суть явления магнетизма.

Нас же, в рамках этого исследования, интересуют не юридические права, а особенности механизма генерации учеными новых идей, благодаря которым появляются великие открытия и новые технологии.

Упущенные открытия

Значимые прорывы в науке чаще всего совершаются людьми с широкими кругозором, умением принимать нестандартные решения и видеть возможности там, где другие деятели науки ничего не замечают. Вот несколько интереснейших примеров:

  • Рентгеновское излучение. Один из самых показательных случаев, когда открытие произошло благодаря умению ученого делать выводы. Вильгельм Конрад Рентген работал с катодно-лучевыми трубками, изобретенными В. Круксом и Й. Хитторфом. И в ходе экспериментов обнаружил неизвестное излучение, которое во всем мире известно, как X-Ray, а в нашем языке носит имя открывателя. Значимость этой находки была настолько велика, что В.К. Рентген получил за неё первую в мире Нобелевскую премию по физике. Но самое интересное, что на несколько лет раньше это же излучение наблюдал Г. Герц, Ф. Ленард и даже сам Н. Тесла. Но никто из этих светил науки не придал особого значения новому излучению и не опубликовал информацию о своих наблюдениях. Рентген не имел представления, что новый феномен уже наблюдали до него, изучал излучение около года, нашел способ делать с его помощью снимки и только потом опубликовал результаты своих исследований.
  • Радиоактивность. Честь открытия этого явления закреплена за Антуаном Анри Беккерелем и супружеской четой Пьером и Марией Кюри. Беккерель наткнулся на явление радиоактивности положив радиоактивный материал вместе с фотопластинами и позже обнаружив, что пластины засвечены. Изучение этого эффекта и привело его к открытию радиоактивного излучения. Однако на 38 лет раньше такое же явление наблюдал другой французский ученый - Ньюенс де сен Виктор. Но этот исследователь не придал своим наблюдениям особого значения. Просто зафиксировал забавный факт в своих записях и не стал его далее изучать.
  • Теория относительности. Большинство людей, услышав имя Альберта Энштейна, сразу же вспоминают о теории относительности. На этой теории базируется современная физика, и благодаря ей ученые смогли спрогнозировать такие космические явления как черные дыры, гравитационные волны и нейтронные звезды. Открыватели теории (Энштейн был не единственным исследователям в этой области) получили мировую славу. Но на деле гениальный математик Анре Пуанкаре в своих исследованиях физических теорий вплотную подошел к аналогичным выводам, по неизвестной причине не связав их в общую теорию.

Это не единственные примеры подобных «неоткрытий», но и их достаточно, чтобы сделать вывод: одного научного образования и технической базы не достаточно, чтобы совершить открытие или изобретение. Один из главнейших факторов – отсутствие шаблонности в мышлении. Именно нестандартный взгляд на вещи позволяет делать открытия там, где другие исследователи видят только забавные необычные явления.

Случайные открытия

Собственно говоря, абсолютно случайным нельзя назвать ни одно открытие. За каждым научным прорывом стоит предварительная работа, образовательная база и технологии определенного уровня. Но в некоторых случаях, ученые вели одну работу, но обращали внимание на сопутствующие явления и делали неожиданные важнейшие открытия. Один из таких примеров уже был описан выше – это история открытия А.А. Беккерелем явления радиоактивности. Но существуют не менее интересные прецеденты, когда важнейшие достижения в науке были получены при пристальном взгляде на сопутствующие явления в основной научной работе:

  • Пенициллин. К классическим случаям случайного открытия можно смело отнести историю нахождения первого в мире антибиотика, на счету которого бесчисленное количество спасенных жизней. Именно это открытие стимулировало научный интерес к антибактериальным препаратам и породило всё многообразие эффективных антибиотиков, которые сегодня спасают людей. К открытию пенициллина привело случайное событие – в чашку петри с культурами бактерий попала плесень. И процесс её жизнедеятельности уничтожил колонию стафилококков. Это произошло в лаборатории Александра Флеминга, который сделал правильные выводы и начал исследовать вещество, которое смертоносно действовало на микроорганизмы. Так со временем был выделен чистый пенициллин. Сделали это уже другие биохимики, но честь открытия принадлежит А. Флемнгу.
  • Вазелин. Эта известная во всём мире лечебная мазь была изобретена совершенно случайно Робертом Чезбро, химиком, не имевшим прямого отношения к медицине. Ученый работал в нефтедобывающей отрасли и обратил внимание на побочный продукт производства – липкую массу, похожую на парафин. Это вещество забивало насосы и облепливало буры. Но нефтяники не сильно огорчались – этим веществом они смазывали порезы и травмы для ускорения заживления. Чезбро провел ряд опытов и смог извлечь из исходного продукта полезные составляющие. Полученную мазь он апробировал на собственных рубцах и шрамах. Результат был впечатляющим – многочисленные следы от едких химических веществ быстро зажили. Впоследствии мир познакомился с великолепной мазью, которая с успехом используется до сегодняшнего дня.
  • Кардиостимулятор. Электроимплантат, спасший тысячи жизней, также был изобретен совершенно случайно. Его создатель Уилсон Грейтбэтч работал над созданием прибора, который должен был записывать ритм биения сердца. При сборке очередной модификации инженер подключил неправильный тип транзистора. При этом в сети возникли электрические импульсы, соизмеримые с правильной работой здорового сердца. Изобретатель понял потенциал своей «ошибки» и довольно скоро запатентовал первый в мире имплантируемый кардиостимулятор.

Одновременные открытия

Наиболее интересная иллюстрация механизма появления новых идей – это рассмотрение феномена одновременных открытий. Данное явление известно давно – чего только стоит эпическое противостояние Ньютона и Лейбница о приоритете открытия дифференциального исчисления, которое было параллельно разработано ими практически в одно время. И это не единичный случай: согласно докладу, который сделали Уильям Ф. Огбарн и Дороти Томас еще в 1922 году, на тот момент насчитывалось 148 значимых открытий, сделанных одновременно разными исследователями. А к сегодняшнему моменту таких открытий стало в разы больше настолько, что точную статистику вести уже просто не получается.

Видимо, значимую роль в этом феномене играет глобальная доступность информации. У ученых и изобретателей во всем мире имеется относительно одинаковый уровень информированности и технологическая база. Обмен новыми идеями происходит почти мгновенно. И не удивительно, что люди в разных точках земного шара приходят одновременно к схожим выводам.

Один из самых свежих случаев одновременного открытия произошел в ноябре 2014 года. Тогда в один день две группы исследователей, одна из Стэндфордского университета, вторая из компании Google, объявили об успешном создании нейросети, способной опознавать изображения, благодаря умению классифицировать образы и самообучаться. При этом обе группы работали в изоляции друг от друга и не знали про разработки коллег.

Подобные случаи настолько типичны для науки, что некоторые ученые всерьез занялись изучением этого феномена. Так доктор Бернард Бейтман, один из немногих ученых, посвятивший жизнь исследованию совпадений, писал о феномене одновременных открытий: «сформированные ранее концепции диктуют реакцию людей». Накопленный пласт знаний, текущие приоритеты в научных исследованиях, уровень развития технологий – всё это плодородная почва для одновременного появления научных открытий.

Так в чём же секрет совершения научных открытий? Видимо, важнейшими факторами являются широкий научный кругозор, наблюдательный и цепкий ум, умение отходить в умозаключениях от привычных клише и смелость делать нестандартные выводы. Для генерации новых идей нужно опираться на уже имеющийся научный опыт, но при этом рассматривать результаты своих исследований, отходя от общепринятых взглядов. И тогда, возможно, вскоре мы будем писать о вашем неожиданном гениальном открытии.