Есть ли границы познания? Как ученые пропиарили фотографии черной дыры? Много ли полиэтилена в космосе? И как Ларсу фон Триеру удалось правильно интерпретировать данные телескопа в своем фильме? Рассказывает астроном, старший научный сотрудник Лаборатории динамики Галактики Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН, доктор физико-математических наук Георгий Гончаров.
- Исторически образ астронома был связан с небом. Астрономы изучали звезды, планеты. Можно назвать их мечтателями, чей взгляд всегда устремлен в небо. А современные астрономы, по вашему, какие? Что-то изменилось в их образе?
- Изначально, астрономия зарождалась как чисто прикладная наука. Небо было первым и долгое время единственным календарем, часами и компасом. Но даже после изобретения часов и компаса астрономия продолжает играть существенную роль.
Мало кто знает, что Земля вращается всё медленнее и медленнее, потому что гравитация Луны «тормозит» ее вращение. Поэтому земные сутки постепенно увеличиваются. Из-за этого иногда приходится добавлять дополнительную секунду. В некоторые годы 31 декабря после последней секунды уходящего года добавляется еще одна секунда (Последний раз координационная секунда добавлялась 31 декабря 2008 года. – прим. НР). Для человека это остается незаметным, но именно астрономы решают, добавлять дополнительную секунду или нет. Они следят за вращением Земли как за физическим процессом, который, в конечном счете, определяется по звездам. Все часы на Земле по-прежнему равняются на астрономические явления, как и многие другие вещи.
Астрономы изучают гравитационный потенциал Земли по астрономическим наблюдениям, результаты которых учитываются при вычислении орбит спутников. Обычный человек каждый день пользуется этими данными, когда использует смартфон как навигатор. И если не учитывать эффекты теории относительности Эйнштейна, то смартфоны будут «врать» о вашем местоположении примерно на 50 метров. Вот за эти 50 метров отвечает астрономия. Потому что эффекты теории относительности проверяются по звездам. То есть астрономия остается одной из самых прикладных наук.
"СОВРЕМЕННОМУ УЧЕНОМУ, КОТОРЫЙ ДЕСЯТИЛЕТИЯМИ ЗАНИМАЛСЯ ЧИСТО ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКОЙ, ПРИДЕТСЯ СТОЛКНУТЬСЯ С РЕАЛИЯМИ ЖИЗНИ И ОСОЗНАТЬ, ЧТО ПЕРЕХОД ОТ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НАУКИ К ПРИКЛАДНОЙ НЕИЗБЕЖЕН"
- Современные астрономы ощущают себя людьми прикладной науки или все-таки некими романтиками?
- Сегодня в мире, все науки становятся прикладными. Или лучше сказать, что «выживают» лишь те ученые и те разделы науки, которые становятся прикладными. На официальном сайте Министерства науки и высшего образования можно найти информацию о финансировании фундаментальной и прикладной науки. Данные указывают на то, что год от года получить финансирование на чисто фундаментальную науку, не имеющую никакого отношения к повседневной жизни (например, изучение галактик) всё сложнее. В Великобритании, например, наука на 90% является прикладной.
Сейчас граница между прикладной и фундаментальной наукой становится всё четче. Фундаментальная наука тратит бюджетные деньги, а прикладная наука приносит прибыль. Так вот финансирование убыточной фундаментальной науки сокращается и примерно через 10 лет, фактически, сойдет на нет по всему миру. В Китае этот процесс в самом разгаре.
Поэтому современному ученому, который десятилетиями занимался чисто фундаментальной наукой, придется столкнуться с реалиями жизни и осознать, что переход от фундаментальной науки к прикладной неизбежен.
- То есть и наука превращается в экономику?
- Это естественный процесс, который является частью развития современной цивилизации. При этом, мне кажется, что в любой, самой оторванной от жизни, отрасли науки можно найти прикладную составляющую.
- Недавно были получены снимки черной дыры. Этот результат далек от прикладной науки. Получается, астрономам тоже придется столкнуться с переходом от фундаментального к прикладному?
- Это оборотная сторона того, о чем я говорил. Отмирающие, по объективным причинам, сферы науки, как, например, изучение черных дыр, до которых невозможно долететь, вынуждены пытаться сохранить свое финансирование. Один из немногих способов это сделать – повысить свой пиар.
Подобные заявления о том, что ученые сфотографировали черную дыру, является ни чем иным как чистым пиаром. Во-первых, эта фотография получена косвенными методами. Во-вторых, сфотографирована не сама черная дыра, а некоторые процессы вокруг нее. И, в-третьих, подобные фотографии получали уже лет 20 назад. То есть это не первый снимок, не первый случай, когда сфотографировали черную дыру, и не первый случай, когда пропиарили фотографирование черных дыр.
Как по мне, это не совсем честная игра, когда львиную долю средств группа ученых тратит на пиар и, фактически, дает не совсем корректное утверждение о том, что мы сделали что-то впервые. Если копнуть, то почти в любом разделе науки найдутся открытия, которые были сделаны не впервые.
Например, я занимаюсь поясом Гулда – это пояс пыли и молодых звезд в рукаве Ориона нашей галактики. Пояс носит имя Бенджамина Гулда, американского астронома, который немало сделал для того, чтобы пропиарить это кольцо пыли и звезд в 1879 году. Но у него не было цели пропиариться самому – его коллеги решили назвать эту структуру в честь него. Но на самом деле впервые о том, что существует такая структура, написал Уильям Гершель примерно за 90 лет до Гулда (примерно в 1785 году). И в науке сплошь и рядом встречаются подобные случаи.
"ПОДОБНЫЕ ЗАЯВЛЕНИЯ О ТОМ, ЧТО УЧЕНЫЕ СФОТОГРАФИРОВАЛИ ЧЕРНУЮ ДЫРУ, ЯВЛЯЕТСЯ НИ ЧЕМ ИНЫМ КАК ЧИСТЫМ ПИАРОМ. ВО-ПЕРВЫХ, ЭТА ФОТОГРАФИЯ ПОЛУЧЕНА КОСВЕННЫМИ МЕТОДАМИ. ВО-ВТОРЫХ, СФОТОГРАФИРОВАНА НЕ САМА ЧЕРНАЯ ДЫРА, А НЕКОТОРЫЕ ПРОЦЕССЫ ВОКРУГ НЕЕ. И, В-ТРЕТЬИХ, ПОДОБНЫЕ ФОТОГРАФИИ ПОЛУЧАЛИ УЖЕ ЛЕТ 20 НАЗАД. ТО ЕСТЬ ЭТО НЕ ПЕРВЫЙ СНИМОК, НЕ ПЕРВЫЙ СЛУЧАЙ, КОГДА СФОТОГРАФИРОВАЛИ ЧЕРНУЮ ДЫРУ, И НЕ ПЕРВЫЙ СЛУЧАЙ, КОГДА ПРОПИАРИЛИ ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ЧЕРНЫХ ДЫР"
О существовании пояса Койпера – пояса объектов, находящегося за орбитой Нептуна и Плутона на краю Солнечной системы, высказывались ученые еще в XIX веке. Между тем, американский астроном Джаред Койпер приложил немало усилий, написал немало работ о том, что такой рой объектов существовать не может! Он был яростным противником существования этого пояса. Тем не менее, его назвали в честь Койпера.
Ничего не поделаешь, но в науке пиар играет большую роль. Особенно в части, в которой присваиваются имена и названия. И, конечно, в фундаментальной науке, которая пытается выжить, несмотря на сокращение финансирования.
- Это необходимость?
- Да, конечно. В прикладной науке пиар не столь важен. Например, когда человек изобрел какой-нибудь гаджет, он не трубит во все трубы, что сегодня он впервые придумал хранитель информации, который до него никто не изобретал. А в случае со снимком черной дыры такие вещи очень заметны, и на это неприятно смотреть. Потому что каждое слово не совсем правдиво – это не первый случай, не совсем фотография и не совсем черная дыра.
- Какова роль популяризации науки в современном мире?
- К сожалению, популяризация всегда находится между молотом и наковальней. Важно не скатиться в сплошной пиар (потому что для науки не останется места), и в то же время, не увязнуть в формулах, потому что формулы никому не интересны. Многие люди, в попытках пройти по лезвию, впадали то в одну, то в другую крайность.
Сотни книг выходят каждый год, но их никто не читает, потому что они переполнены формулами. Авторы забывают, что нужно с уважением относиться к читателю и правильно оценивать его силы. И тем более не называть научно-популярной книгу, которая состоит из сплошных формул.
Конечно, с каждым годом научных популяризаторов становится всё меньше. Связано это опять же с исчезновением фундаментальной науки. Прикладная наука не особо нуждается в популяризации – прибыль является лучшей рекламой. А фундаментальная наука зачастую как раз и превращается в чистую популяризацию. Некоторые из моих западных коллег, с которыми я общаюсь, жалуются, что 99% их работы – сплошной пиар. Они пишут заявки, состоящие из пиара, чтобы получить деньги, а потом пишут отчеты, состоящие из пиара, в которых тонут реальные результаты. Фактически, ученые превращаются в пиарщиков. Но это просто эпоха в развитии науки, поэтому давать какие-то оценки этому явлению не стоит.
"КАК ПО МНЕ, ЭТО НЕ СОВСЕМ ЧЕСТНАЯ ИГРА, КОГДА ЛЬВИНУЮ ДОЛЮ СРЕДСТВ ГРУППА УЧЕНЫХ ТРАТИТ НА ПИАР И, ФАКТИЧЕСКИ, ДАЕТ НЕ СОВСЕМ КОРРЕКТНОЕ УТВЕРЖДЕНИЕ О ТОМ, ЧТО МЫ СДЕЛАЛИ ЧТО-ТО ВПЕРВЫЕ. ЕСЛИ КОПНУТЬ, ТО ПОЧТИ В ЛЮБОМ РАЗДЕЛЕ НАУКИ НАЙДУТСЯ ОТКРЫТИЯ, КОТОРЫЕ БЫЛИ СДЕЛАНЫ НЕ ВПЕРВЫЕ"
Разные были эпохи. 120 лет назад штат Пулковской обсерватории состоял из 4 человек, а сегодня из сотни человек. В XIX веке ученых было в тысячу раз меньше. Это была каста избранных – единицы в каждой стране.
В период гонки вооружений, ученый делал вид, что занимается фундаментальной наукой, а на самом деле создавал что-то для военных.
Теперь наступила эпоха перехода к прикладной науке, и, по-видимому, уже подходит к концу.
- А что дальше?
- Дальше останется лишь прикладная наука. Это естественный процесс, очевидный по всем цифрам.
- Но с другой стороны, всегда считалось, что фундаментальная наука − основа прикладной.
- Одна из причин исчезновения фундаментальной науки в том, что человечество, отдает ли оно себе отчет или нет, дошло до границы в изучении Вселенной. Например, телескоп «Джеймс Уебб» строится с целью увидеть край Вселенной − нечто, что можно назвать краем Вселенной. (Телескоп «Джеймс Уэбб» − это орбитальная инфракрасная обсерватория, которая должна заменить «Хаббл». Среди главных задач проекта — выявление света первых галактик и звезд, сформировавшихся после Большого взрыва. – прим. НР) И если верны теория Большого взрыва, теория относительности Эйнштейна и другие теории, на которых зиждется современная физика, то мы увидим нечто, что поставит точку. Если наши представления о Вселенной окажутся верны, то пару тысяч астрономов можно будет увольнять.
И так в каждой науке. Я не специалист, но подозреваю, что количество соединений в органической химии в какой-то мере ограничено. После того как все соединения изучены с фундаментальной точки зрения, остается что-то прикладное – поиск пользы.
"ПОПУЛЯРИЗАЦИЯ НАУКИ ВСЕГДА НАХОДИТСЯ МЕЖДУ МОЛОТОМ И НАКОВАЛЬНЕЙ. ВАЖНО НЕ СКАТИТЬСЯ В СПЛОШНОЙ ПИАР (ПОТОМУ ЧТО ДЛЯ НАУКИ НЕ ОСТАНЕТСЯ МЕСТА), И В ТО ЖЕ ВРЕМЯ, НЕ УВЯЗНУТЬ В ФОРМУЛАХ, ПОТОМУ ЧТО ФОРМУЛЫ НИКОМУ НЕ ИНТЕРЕСНЫ. МНОГИЕ ЛЮДИ, В ПОПЫТКАХ ПРОЙТИ ПО ЛЕЗВИЮ, ВПАДАЛИ ТО В ОДНУ, ТО В ДРУГУЮ КРАЙНОСТЬ"
В области биологии изучены практически все виды, которые можно переписать. То есть видны границы – границы познания. Зная все законы природы и Вселенной, остается только извлечение пользы, а это и есть прикладная наука.
- То есть какая-то граница в познании всё-таки есть?
- В фундаментальном познании − в познании ради любопытства, свойственного человеку. Человечество из любопытства хочет знать, какие объекты существуют во Вселенной, чтобы их проклассифицировать. Человечество из любопытства хочет знать, какие химические элементы в принципе существуют. Когда из любопытства больше постигать нечего, то человечество переходит к познанию с практической точки зрения, ради пользы.
- Расскажите, чем занимается ваша лаборатория в Пулковской обсерватории?
- Лаборатория динамики Галактики – звучит очень красиво. На самом деле галактика огромна, и можно ее изучать с самых разных сторон. Один коллега может не совсем понимать, чем занимается другой, и даже не совсем понимать язык, которым он оперирует, излагая свои достижения.
Насколько большая галактика, настолько эта область науки разношерстная и разнообразная. Кто-то изучает экзопланеты или космическую пыль. Это то, чем непосредственно я занимаюсь. Вокруг нас предостаточно пыли, и та пыль, от которой вы чихаете на улице – всё та же космическая пыль. Сама Земля когда-то слиплась из этой космической пыли. Мы с вами тоже космическая пыль.
Самое забавное то, что человечество делит вещества на полезные и бесполезные. Мы решаем, что отправлять на свалку как мусор, а что оставить. Так вот с точки зрения лаборатории динамики галактики никакого мусора на Земле нет. Некоторые вещи, созданные человеком, на самом деле, могут встречаться во Вселенной как созданные неживой природой. Например, в прохладных оболочках звезд-гигантов может возникнуть полиэтиленовый пакет.
Полиэтилен – вещество, которое может синтезироваться в оболочках красных гигантов. А если синтезируются молекулы, то может и целый пакетик. Условия, созданные искусственно на заводах по производству пакетов, могут возникать случайно в оболочке звезды.
Полиэтилен в этом смысле не мусор, потому что мы не знаем, сколько полиэтилена производит сама Вселенная. Возможно, что какой-то район Вселенной просто завален полиэтиленом. Другой вопрос – что с ним делать на Земле.
Пыли в галактике действительно много, но космос вокруг Земли и во внутренней части Солнечной системы хорошо очищен от пыли и газа. По космическим меркам у нас тут жуткая пустота. И если мы отправимся на ракете до ближайших планет, то можем быть уверенными, что пыль и метеориты нас не потревожат.
Но если на этой же ракете с той же скоростью лететь по внешним районам Солнечной системы, то такой полет ни одна страховая компания не застрахует. Потому что вероятность столкновения с метеоритом – 100 процентов.
В XXI веке астрономы открыли множество таких объектов – от пыли до астероидов. Это поставило под вопрос межзвездные полеты на больших скоростях. А на малых скоростях никто никуда не долетит.
За последние 20 лет выяснилось, что космос гораздо более замусоренный, чем предполагалось ранее. Это обнаружилось благодаря работе инфракрасных телескопов, фиксирующих тепловую энергию. Подавляющее число звезд во Вселенной это красные карлики, которые почти не светят, но излучают тепло. Каждая 4 звезда из 5 во Вселенной – красный карлик. Поэтому до изобретения инфракрасных телескопов мы о космосе практически ничего не знали.
Первый инфракрасный телескоп, который хорошо отработал и открыл множество объектов – телескоп WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer, или WISE − широкоугольный инфракрасный обзорный исследователь; буквальное значение wise — мудрый — инфракрасный космический телескоп NASA, запущенный на околоземную орбиту 14 декабря 2009 года с целью получения обзора всего неба в инфракрасном диапазоне. – прим. НР). Телескоп обнаружил неизвестные ранее объекты солнечной системы, в том числе астероиды, кометы, звезды, которые не светят, но греют и очень много других экзотических объектов.
В 2010 году астрономы, работающие с телескопом, выпустили сенсационный релиз, который шокировал не только научную общественность, но даже околонаучную. Астрономы обнаружили у Земли троянский «спутник - 300-метровый астероид 2010 TK7, который двигается почти точно по земной орбите, но в 60 градусах впереди нашей планеты.
Видимо режиссер Ларс фон Триер увидел этот релиз, потому что уже через неделю начались съемки фильма «Меланхолия». Среди фильмов на космическую тематику можно по пальцам пересчитать те, которые говорят правду с астрономической точки зрения. «Меланхолия» - этот тот редкий случай, когда в фильме верно всё. Даже когда герой смотрит на экране компьютера орбиту Меланхолии – она показана правильно, какой она могла бы быть. Поэтому этот фильм стоит посмотреть.
WISE выдавал сенсационные результаты, а один из режиссеров правильно их интерпретировал и снял фильм. На самом деле, пугать здесь нечем, но существование таких объектов как Меланхолия не исключено. То есть объектов, которые могут появиться и озадачить всё человечество. Но тут можно всех успокоить, сказав, что если до сих пор ничего не упало, то, скорее всего, и не упадет. Но телескоп WISE открыл множество странных объектов и целых классов объектов во Вселенной, существование которых до появления инфракрасных телескопов даже не предполагалось. Благодаря инфракрасным телескопам современная галактика и Вселенная выглядят по-другому.
"СРЕДИ ФИЛЬМОВ НА КОСМИЧЕСКУЮ ТЕМАТИКУ МОЖНО ПО ПАЛЬЦАМ ПЕРЕСЧИТАТЬ ТЕ, КОТОРЫЕ ГОВОРЯТ ПРАВДУ С АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ. «МЕЛАНХОЛИЯ» - ЭТОТ ТОТ РЕДКИЙ СЛУЧАЙ, КОГДА В ФИЛЬМЕ ВЕРНО ВСЁ. ДАЖЕ КОГДА ГЕРОЙ СМОТРИТ НА ЭКРАНЕ КОМПЬЮТЕРА ОРБИТУ МЕЛАНХОЛИИ – ОНА ПОКАЗАНА ПРАВИЛЬНО, КАКОЙ ОНА МОГЛА БЫ БЫТЬ. ПОЭТОМУ ЭТОТ ФИЛЬМ СТОИТ ПОСМОТРЕТЬ"
- Давайте подытожим – что бы вы пожелали молодым ребятам, которые хотят пойти в астрономию в эпоху перехода от фундаментальной науки к прикладной?
- Ученые всегда были людьми самостоятельными. И сегодня выжили те ученые, которые умеют находить свою тему и финансирование под нее, убеждая, что деньги давать надо.
Ученый должен сам грамотно распределять эти деньги, сам проводить исследования и писать отчет так, чтобы деньги дали снова. Ученый и Вселенная наедине. Если вы не чувствуете у себя такой способности, то стоит заняться чем-то кроме науки. Я знаю многих людей, которые пытались, но не сумели. Самостоятельность – это главное, и почти единственное, что нужно современному ученому.
Другое важное свойство – быстрая приспособляемость и быстрая переквалификация. Не стоит надеяться, что через 50 лет, ты будешь заниматься той же темой и той же наукой.
И, конечно, нужно быть готовым к тому, что придется либо скрепя сердце что-то интересное отбросить, либо заняться тем, что приносит деньги, то есть прикладной наукой. Или приложить немалые усилия, вывернуть мозг наизнанку, чтобы в своей любимой фундаментальной науке найти прикладную изюминку.
