«Апостериори»: Новые инструменты могут быть главным двигателем научных открытий

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Исследователь науки Александр Краусс проанализировал 761 крупное научное открытие, включая все открытия, удостоенные Нобелевской премии, а также сотни других значимых достижений, описанных в научной литературе и учебниках истории науки. Его целью было выяснить, существуют ли общие закономерности, связывающие самые важные открытия разных эпох и научных дисциплин.

Согласно результатам исследования, большинство крупных прорывов становятся возможными после появления нового инструмента или метода, который позволяет исследователям увидеть или измерить нечто ранее недоступное. При этом речь идёт не только о приборах вроде телескопов или микроскопов. В качестве научных инструментов автор рассматривает также математические и статистические методы, рентгеновские технологии, спектрометры, центрифуги, ускорители частиц и многие другие средства исследования.

История науки действительно даёт немало подобных примеров. В XVII веке усовершенствование микроскопов позволило впервые наблюдать клетки. Позднее электронные микроскопы открыли доступ к изучению вирусов, рибосом и других структур, существование которых ранее невозможно было подтвердить напрямую. Аналогичным образом развитие рентгеновской кристаллографии сыграло ключевую роль в определении структуры молекулы ДНК, а создание ускорителей и детекторов частиц позволило обнаружить множество субатомных частиц и исследовать их свойства.

По мнению автора работы, эти открытия объединяет использование новых исследовательских инструментов. Такие инструменты расширяют возможности человеческого восприятия и позволяют обнаруживать явления, которые раньше оставались скрытыми.

Интересно, что исследование выявило ещё одну закономерность. Если в XIX веке между созданием нового инструмента и открытием, сделанным с его помощью, проходили в среднем десятилетия, то сегодня этот промежуток существенно сократился. Для открытий, совершённых после 2000 года, среднее время ожидания составляет около шести лет. Более того, многие открытия происходят всего через несколько лет после появления необходимого инструмента.

Автор также выделяет три основных сценария появления научных прорывов. В одних случаях исследователь сам создаёт новый метод и затем использует его для открытия. В других – учёные применяют инструмент, разработанный кем-то другим, иногда даже в совершенно иной области науки. Наконец, новый метод может оказаться настолько важным достижением, что становится научным открытием сам по себе. К таким примерам можно отнести ПЦР, технологию редактирования генома CRISPR и некоторые современные методы микроскопии.

На основе проведённого анализа Краусс предлагает так называемую «теорию открытий, основанных на методах». Согласно этой гипотезе, развитие науки во многом определяется появлением новых способов наблюдения и измерения окружающего мира. Новые теории остаются необходимой частью научного процесса, однако без соответствующих инструментов многие идеи невозможно ни сформулировать достаточно точно, ни проверить экспериментально.

Впрочем, автор подчёркивает, что его работа не отменяет значение научных идей, финансирования или сотрудничества между исследователями. Скорее она предлагает новый взгляд на механизм научного прогресса и показывает, насколько важную роль могут играть технологии исследования.