КОНСПЕКТ ЛЕКЦЫЙ

51

де xпр – яке-небудь значення шкали вимірювального пристрою.

Діапазоном вимірів називають ту частину діапазону показань приладу,

для якої встановлені погрішності приладу. Якщо відомі погрішності приладу,

то діапазони вимірів і показань приладу збігаються.

Важливою характеристикою приладу є його чутливість, тобто здатність пристрою, що відраховує, реагувати на зміни вимірюваної величини. Під порогом чутливості приладу розуміють найменше значення обмірюваної величини, що викликає зміна показань приладу, яку можна зафіксувати.

Точність приладу - основна його характеристика. Вона характеризується сумарною погрішністю. Засоби вимірів діляться на класи точності залежно від погрішностей, що допускають: 1-й - найвищий, 4-й - щонайнижчий. Клас точності приладу позначає припустиму сумарну відносну погрішність.

Стабільність або відтворюваність приладу - це властивість відлікового пристрою забезпечувати сталість показань однієї й тієї ж величини. У

результаті старіння матеріалів згодом порушується стабільність показань приладів.

Перевірка засобів вимірів передбачає визначення й по можливості зменшення погрішностей приладів. Визначення погрішностей дозволяє встановити, чи відповідає даний прилад регламентованого ступеня точності й чи може він бути застосуємо для даних вимірів.

Перевірку засобів вимірів роблять у державних метрологічних інститутах і лабораторіях по нагляду за стандартами й вимірювальною технікою. Вимірювальні прилади й установки піддають обов'язковій державній перевірці раз в 1-2 роки. При гарному обігу із приладами цього строку цілком достатньо для гарантованої експлуатації.Найпоширенішим способом перевірки

52

приладів й оцінки їхніх експлуатаційних характеристик є спосіб порівняння.

Суть його зводиться до зіставлення приладу, що перевіряє, зі зразковим.

Важливим моментом в організації експерименту є вибір засобів вимірів.

Засоби виміру повинні: відповідати тематиці, меті й завданням НИР;

забезпечувати високу производительность праці з найменшою витратою часу;

виконання эксперимента в можливо найкоротший строк; висока якість експериментальних робіт, тобто досягнення заданої точності при мінімальній кількості вимірів; висока відтворюваність і надійність вимірів; ергономічні вимоги експерименту (санітарно-гігієнічні, психофізіологічні й т.д.); повинні відповідати вимогам техніки безпеки й пожежної безпеки. Бажано максимально використати засоби вимірів з автоматичним записом. При виборі засобів вимірів необхідно максимально використати апаратури, що випускає стандартно.

ЛЕКЦІЯ 11. Психологія наукової творчості

Інтерес до психологічної сторони наукової творчості існує, напевно,

стільки ж часу, скільки сама наука.

В останні роки інтерес до цієї проблеми виріс, виникла навіть нова область знань - ?наукознавство?. Підвищена увага до психологічної сторони наукової діяльності є наслідком науково-технічної революції, одним з гасел якої є висловлення: ?Зараз нації, не здатна цінувати навчений інтелект, -

приречена?. Вивчення психології наукової творчості дозволить підвищити ефективність досліджень, що є однієї з найважливіших завдань науки.

Спонукання до наукової творчості: цікавість, самовираження,

самоствердження. Що штовхає парубка до заняття наукою? Яка психологічне підґрунтя прагнення до творчої активності в науці? Які риси характеру потрібні для цього? Існує такий важливий фактор, як розуміння суспільної корисності своєї роботи, але цей фактор рівною мірою є присутнім у всіх областях людської діяльності. Які ж існують психологічні спонукання, безпосередньо

53

пов'язані з науковою творчістю? Вони складаються з декількох елементів

(зрозуміло, такі мотиви, як бажання зробити кар'єру або покористуватися заздалегідь відмітаються й не обговорюються). Найменш близького духу науки мотив - це бажання самоствердження, бажання довести собі або іншим, що ти можеш довести завдання до кінця. Інший мотив - прагнення до самовираження,

тобто до найбільш повного прояву своєї індивідуальності. Але найважливіший мотив, що спонукує, - це цікавість, для натураліста - бажання довідатися, як улаштована природа. У цьому випадку чужий успіх у науці радує не менше, ніж свій власний. Звичайно змішуються всі три мотиви. Іноді прагнення до самовираження проявляється в такій сильній формі, що заняття однією тільки наукою виявляється недостатньо. Наприклад, відомо, що Макс Планк був гарним піаністом, Эйнштейн грав на скрипці, Ричард Фейнман - на барабані бонго.

Є люди, для яких прагнення до самоствердження являє собою найсильніший стимул до творчої активності. Але в тих випадках, коли це прагнення не приборкане бездоганною сумлінністю, воно майже неминучо перетворюється в погоню за ефектними результатами й приводить до мимовільного підтасування фактів. Скільки талановитих людей загинуло для науки через цей недолік!

Серед людей, далеких від науки, широко поширене думка, що вчений керується у своїй роботі прагненням зробити відкриття. Тим часом науковець не повинен задаватися метою зробити відкриття, його завдання - глибоке й всебічне дослідження його області, що цікавить, науки. Відкриття виникає тільки як побічний продукт цього дослідження. Це не означає, що люди, що займаються наукою, так ідеальні, що не хочуть зробити відкриття. Це бажання,

зрозуміло, є присутнім, але на другому плані, воно не тільки не повинне визначати, але навіть й у малому ступені впливати на характер дослідження.

Тут під словом ?відкриття? мається на увазі істотний стрибок у розумінні природи. Невеликі, звичайно не видимий світ ?відкриття? робляться безупинно, і саме вони становлять радість повсякденної роботи в науці. Уміння

54

радуватися кожному малому кроку, кожному невеликому відкриттю - це якість повинне у великій мері визначати вибір наукової професії.

Починаючому науковцеві необхідно ясно розуміти небезпеки, зв'язані із прагненням до самоствердження й часто, що випливає з нього прагненням, до ефектних результатів.

Здатність дивуватися й краса в науці. Цікавість дослідника самим безпосереднім образом зв'язано зі здатністю дивуватися. Це якість необхідно для творчої активності в будь-якій області, без нього немає ні поета, ні художника, ні вченого. Але на відміну від мистецтва, де головну роль грає живаючи й безпосередня реакція на побачене або почуте, у науці необхідна здатність дивуватися тому, що виникає в результаті міркувань, у результаті осмислювання накопичених знань. Коли причина такого подиву виражена в ясній формі, говорять, що це науковий парадокс.

Відомо багато випадків, коли подив ученого, сформульоване у вигляді парадокса, приводило до наукових революцій.

Вивчення цих парадоксів показує, яку важливу роль у науці грає здатність дивуватися. Але, що ще більш важливо, ці приклади дають деяке подання про красу науки. З непомітних на перший погляд фактів у результаті глибоких міркувань виникають несподівані й найважливіші наслідки. Слабке світіння нічного неба змушує переглянути наші погляди на геометрію миру.

Такі різнорідні явища, як закон збереження енергії й однорідність ходу часу,

виявляються найтіснішим образом зв'язаними. До електромагнітного поля застосовуються закони, знайдені при вивченні рухи атомів нагрітого газу, і це приводить до висновку, зовсім далекому класичній механіці, - енергія електромагнітного коливання може змінюватися тільки дискретними порціями.

Логічний взаємозв'язок всіх результатів науки виразив видатний німецький математик Давид Гильберт: ?Дозволите мені прийняти, що двічі два рівняється п'яти, і я доведу, що із грубної труби вилітають відьми?. Краса науки й у логічній стрункості, і в багатстві зв'язків.

55

Поняття краси відіграє важливу роль для перевірки правильності результатів і для відшукання нових законів й є відбиттям у нашій свідомості гармонії, що існує в природі.

Уміння почувати красу поряд зі здатністю дивуватися повинне визначати вибір наукової професії.

Творчий процес. Чи можна простежити, як виникають перегони думки,

несподівані зіставлення, раптові просвітління, що представляють елементи творчого процесу? Як направити фантазію в потрібну сторону? Який стиль роботи найбільш результативний? Які прийоми сприяють ефективності наукової праці? У книзі ″Наука й метод″ Пуанкаре зробив спробу аналізу процесу математичної творчості. Творчий процес, на думку Пуанкаре,

складається із чергування свідомих і підсвідомих зусиль. Пуанкаре приводить кілька випадків, коли після довгих марних зусиль робота відкладалася й потім раптово, під час прогулянки або при вході в омнібус, виникала ідея рішення1.

Після цього було потрібно кілька годин свідомої роботи, щоб завершити дослідження. Така ж схема діє й у теоретичній фізиці, і, напевно, у багатьох інших областях. Михайло Зощенко, коли розповідь не вдавалася довести до кінця, відкладав його зі словами: ″Нічого, у духовці дійде″. Іноді рішення приходить у сні або ще частіше в тім стані між сном і пильнуванням, що виникає після напруженої роботи.

1 Стосуючись місця жінки в суспільстві, раніше говорили про три ″ДО″: Kirche, Küche, Kinder. Торкаючись питання про народження нового знання навіть самі вчені відповідають на нього в дусі традиційних трьох ?Б?: ?ванна? (англ. ?bath?), з якої вискочив з лементом ?Эврика? Архімед, що відкрив знаменитий закон, автобус (англ. ?bus?), ступивши на підніжку якого математик Пуанкаре зненацька вирішив складне завдання, і ліжко (англ. ?bed?), у якій фізіологові Л?ви приснився досвід, що дозволив пояснити механізм передачі нервового імпульсу.

Свідомі спроби вирішити проблему дають завдання підсвідомості -

шукати рішення в певнім колі понять. Підсвідомо із запасу накопичених знань

56

й, особливо, з арсеналу власного досвіду відбираються сполучення понять, які можуть виявитися корисними. Вони пред'являються на суд свідомості й або залишаються, якщо виявляться придатними, або йдуть знову в темряву.

Особливість підсвідомої роботи в тім, що асоціації виникають без контролю.

Тому можливо появу самих несподіваних сполучень. Академік А. Мигдал пише: ?Іноді під час безсонної ночі, викликаною роботою, здається, що ти є присутнім при цьому процесі й спостерігаєш його з боку, і тоді картина процесу здобуває більше деталей й, зрозуміло, робиться ще більш суб'єктивною?. Пуанкаре уявляв собі набір якихось молекул, які приводяться в рух попередньою роботою свідомості, зіштовхуються й розходяться, а іноді зчіплюються й утворять міцні з'єднання. Інший образ - підсвідомість представляються як збори знайомих і напівзнайомих людей, що символізують різні поняття. Треба, щоб вони зацікавилися один одним і почали спілкуватися.

При цьому треба знать, хто з них уже зустрічався раніше. Потрібно відчути атмосферу цих зборів, і це дає ключ до знаходження відсутніх ідей. Звичайно,

це тільки інтуїтивна картина. Відповідно до принципу спостереження якісь її риси придбають наукову цінність, якщо на їхній основі будуть зазначені прийоми, що збільшують ефективність підсвідомого процесу.

Такі прийоми дійсно існують. Так, наприклад, добре відомо, як важливо для плідного робочого дня попрацювати хоча б недовго напередодні ввечері.

Тим самим ви як би даєте завдання під-свідомості й ранком наступного дня встаєте з ясною програмою дій.

Для того, щоб зрушитися з мертвої крапки при рішенні важкого завдання, необхідно свідомими зусиллями, багаторазово повторюючи міркування й обчислення, довести себе до стану, коли всі аргументи «за» і «проти» відомі напам'ять, а всі викладення робляться без паперу, у розумі. Така підготовка настільки полегшує роботу підсвідомості, що дуже швидко рішення приходить саме собою.

Можна штучно регулювати співвідношення між роботою свідомості й підсвідомості, між аналізом й інтуїцією. Для збільшення ролі контролю можна

57

працювати разом із критично настроєним співавтором, а для збільшення ролі інтуїції - зі співавтором, схильним фантазувати. Згадаємо рецепт Хемингуэя,

що пропонував писати, коштуючи в незручній позі, а правити рукопис,

розвалясь у зручному кріслі.

Для збільшення ролі інтуїції можна змусити себе на час відволіктися від труднощів і вільно фантазувати. Такий спосіб ?мрій наяву? часто приносить користь при винахідництві, коли важливо видати велика кількість варіантів рішення, забуваючи на час про труднощі технічного здійснення.

Той, хто хоча б один раз робив роботу, що лежить на границі або,

здавалося б, за кордоном можливого, знає, що є тільки один шлях, - упорними й невідступними зусиллями, рішенням допоміжних завдань, підходами з різних сторін, відмітаючи всі перешкоди, відкидаючи всі сторонні думки, довести себе до стану, яке можна назвати станом екстазу (або натхнення?!), коли змішується свідомість і підсвідомість, коли свідоме мислення триває й у сні, а підсвідома робота робиться наяву. Це стан небезпечно тому, що близько до психічного розладу, близько до того стану, що описаний Чеховим в ?Чорному ченці?. Як писав Эйнштейн, у період створення теорії відносності він доходив до галюцинацій. На жаль, цей стан буває вкрай рідко.

Для того, щоб цей стан виникло, необхідне з'єднання декількох малоймовірних подій: наявність важкого завдання, що схвилювала до глибини душі, відчуття, що саме ти зможеш неї вирішити, володіння технікою, достатнє для рішення завдання, досвід рішення більше легких завдань подібного роду в минулому, бездоганне здоров'я, щоб витримати тривале безсоння або стат-

безсоння, і, нарешті, повне відволікання від сторонніх турбот. Але сам головне,

необхідно мати величезну мужність, щоб повірити у свої результати, як би вони не розходилися із загальноприйнятими, щоб не злякатися власних виводів і довести їх до кінця. Скільки чудових робіт було кинуто незакінченими через недолік сміливості!

Стиль наукової праці. Є глибоке споріднення в характері творчого процесу в різних областях. Опис творчого процесу в художників і поетів дуже

58

близько до опису процесу математичної творчості в Пуанкаре. Багато подібності є й у методах здійснення поставленого завдання. Це подібність дуже гарна сформулював академік Померанчук, уперше потрапивши в майстерню скульптора. Він сказав: ?У мистецтві, так само як й у науці, потрібно знати, чим можна зневажити?.

Разом з тим існує принципове розходження між істиною, що закладена у творі мистецтва, і істиною, до якої прагне наука. Завдання науки - знаходження об'єктивних законів природи, і тому остаточний результат її не залежить від особистих якостей ученого. Завдання мистецтва - це пізнання миру очами художника, пізнання зв'язку природи й людини, що пізнає. Це завдання по необхідності суб'єктивна, і тому твір мистецтва завжди містить у собі риси індивідуальності свого творця. Але об'єктивність науки зникає, як тільки ми переходимо від остаточної мети до способів її здійснення, до способів пізнання істини, тобто до методології. Кожен учений має свій власний стиль дослідження, свій власний підхід до рішення вартих перед ним завдань. Стиль і спосіб підходу визначають також і характер досліджуваних завдань. Тут індивідуальність ученого проявляється так само, як й індивідуальність архітектора, що здійснює своє прагнення до гармонії в рамках утилітарного завдання.

Не дивно, що вчений, якому більш підходить, наприклад, строгий,

формально математичний метод дослідження, залучає своїми роботами молодих людей теж математичного складу. Так виникає група людей,

об'єднаних загальним стилем дослідження й, що випливає із цього спільністю завдань. Так з'являються наукові школи. І хоча представники різних шкіл часто вважають свій стиль єдино правильним, різні напрямку доповнюють і стимулюють один одного. У науці на відміну від мистецтва істина не залежить від того, яким способом до неї наближаються.

?Достовірні? і ?недостовірні? роботи. Чи є стиль або школа для науковця чимсь обов'язковим і незмінним у часі? Характер обираних завдань і спосіб підходу до них повинні змінюватися разом з ростом кваліфікації, разом із

59

досконалістя техніки роботи й збільшенням досвіду. Починаючи свій шлях у науці, не слід братися за невизначені проблематичні роботи. Потрібно придбати досвід й опанувати технікою, вирішуючи не дуже складні завдання. Існує закономірність: робота, що ?вийшла?, що вдалося довести до кінця, приносить набагато більше користі розвитку якостей науковця, чим десятки робіт, які довелося кинути на середині через надмірні труднощі. Крім того, варто починати з ?достовірних? завдань, тобто з таких завдань, які не вимагають введення недоведених або недовідних припущень, а є наслідком отриманих раніше результатів. Починаючий науковець не має права на помилкові роботи.

Однак з ростом досвіду, тобто з ростом числа доведених до кінця

?достовірних? робіт, відношення до «недостовірним» роботам повинне змінитися.

Чи треба серйозному вченому пишатися тим, що він ніколи не робив помилкових робіт? Звичайно, мова йде не про тривіальні помилки, що виникають від неправильних обчислень або від уживання невимитого хімічного посуду. Таких помилок треба соромитися, як соромляться поганих вчинків.

Маються на увазі правдоподібні, але необґрунтовані припущення,

неправильність яких з’ясовується тільки при подальшому розвитку науки. З

одного боку, відсутність помилкових робіт свідчить про високу наукову сумлінність й інтуїцію науковця. Але, з іншого боку, може означати недолік розмаху й мужності. Не може бути гарним гірськолижником або мотоциклістом людина, що ніколи не падала. Це означає, що він не доходив до межі своїх можливостей. Тим часом саме ці ?недостовірні? роботи в тому випадку, якщо вони підтверджуються подальшим розвитком науки, і є самими цікавими, тому що дозволяють перевірити припущення, покладені в їхню основу.

І, навпаки, абсолютно достовірні роботи, що є неминучим наслідком отриманих раніше результатів, звичайно не дають істотного поштовху науці.

Сюди ж ставиться питання про порівняння теорії з експериментом, що викликає багато суперечок між теоретиками й експериментаторами. Збіг теорії з досвідом - не єдиний і навіть не головний аргумент в оцінці теорії. Гарна

60

теоретична робота являє собою переконливий вивід з попередні дані науки, які отримані в результаті величезного числа багаторазово перевірених експериментів. Розбіжність гарної теоретичної роботи з досвідом означає, що варто переглянути ті припущення, які покладені в її основу, і, як правило,

означає, що відбулося якесь мале або велике відкриття. І, навпаки, збіг з досвідом неправильної теорії не робить її більше переконливої. Про якість теорії потрібно судити по тому, наскільки переконливо й несуперечливо вона побудована.

Кожен науковець час від часу повинен задавати собі питання: чому таке-

те зробив у науці більше, ніж я, незважаючи на те, що мій рівень розуміння й математичної техніки не нижче? Відповідь найчастіше один: ?Він вирішується доводити до кінця ?недостовірні? роботи, тоді як я направляю свої сили на роботи ?достовірні?.

Стиль колективної роботи. Як уже говорилося, стиль наукової праці змінюється в міру росту досвіду й кваліфікації. Але набагато змін в стилі визначаються розвитком науки. У спокійний період розвитку науки доречно робити методичні роботи, у яких уточнюються отримані раніше результати й підготовляється апарат для подальших досліджень. Однак у період бурхливих подій, коли виникло важливе відкриття, головна увага повинне приділятися не методиці, а одержанню нових результатів, нехай більше грубим, менш обґрунтованим способом.

Останнім часом виник новий вид організації науки, який можна було б назвати ?колективний мозок?. Допустимо, у результаті аналізу експериментів,

що нагромадилися, або в результаті якого-небудь експериментального відкриття виникає важливе й складне завдання, що не під силу одній людині.

Для рішення таких завдань виробилася наступна тактика колективної роботи.

Частина науковців, яким це ближче по складу характеру, починає займатися генерацією ідей (будь-яких ідей, і вірних і невірних, по методу ?мрій наяву?).

На основі цих ідей робиться спроба часткового пояснення досліджуваного явища. Ці недоведені до кінця роботи публікуються у вигляді препринта через