Прашните райони, в които телескопите с видима светлина не могат да проникнат, се разкриват от инфрачервените гледки на инструмента HAWK-I на ESO, показващи местата на ново и бъдещо образуване на звезди, където прахът е най-гъст. Кредитна снимка: ESO / H. Drass et al.

5 жизненоважни урока учените научават, които могат да подобрят живота на всеки

Науката може да е едно от най-сложните начинания на човека, но уроците, които преподава, могат да се прилагат далеч извън науката.

"Много предпочитам най-острата критика на един интелигентен човек пред безмисленото одобрение на масите." -Johannes Kepler

Научните пробиви може да са редки, но те никога не се осъществяват в интелектуален вакуум. Признанието на Нютон, че той стои на раменете на гиганти, никога не е било по-вярно, отколкото днес, където титаните от миналото са положили основите на нашата предимствена точка днес. И все пак историята на науката не е просто обикновена линия, изпълнена с напредък напред, а меандриращ набор от пътеки, които се пресичат, завързват назад, задънените пътища и други. От време на време ново пътешествие надолу по пътека ви води до съвсем нова дестинация и ако можете да разберете къде се намирате и как сте стигнали до там, наградата е съвсем ново откритие.

Еволюцията на мащабна структура във Вселената, от ранно, еднородно състояние до сплотена Вселена, която познаваме днес. Кредитна снимка: Angulo et al. 2008 г., чрез университета в Дърам.

Повечето от нас няма да станат учени, а повечето от нас, които никога няма да открият променящата се в света величина на Алберт Айнщайн, Чарлз Дарвин, Барбара Макклинтак или Едвин Хъбъл. Но големият напредък на миналото не води само до уроци за учените. Като погледнем как са направени те, какво сливане на събития и фалшиви старти се случи, за да станат възможни и как тези блестящи (а понякога и много, много късметлии) умове слагат съответните парчета заедно, можем да научим някои много ценни уроци, които се отнасят за всеки от нашия живот. Не е нужно ракетният учен да се възползва от тези пет невероятно ценни урока.

Дарвиновият механизъм за еволюция зависи от мутацията и естествения подбор и може да доведе до появата на нови видове във времето, създадени от един общ предшественик. Кредит за изображение: Elembis от Wikimedia Commons.

1. Повечето нови идеи се оказват грешни, но все пак си струва да се следват. Не трябва да се срамувате, че грешите. Това е едно от най-трудните неща, които трябва да научиш, особено в общество, което толкова високо цени. И все пак никой не влиза в научна област, знаейки как всичко работи и дори когато знаете всичко, както и всеки, който живее, добрите идеи все още са рядкост. Фактът, че живите организми, населяващи тази планета, се променят с течение на времето, е очевиден, но механизмът на тези промени горещо се обсъжда от векове и все още има дебати за фините точки на тези механизми днес.

Но най-важното, което позволи на Дарвин да разкрие механизма си за биоразнообразието, мутацията и естествения подбор, бяха доказателствата и идеите, идващи преди и едновременно със собствените му. Работите на Жорж Кювие, Жан-Батист Ламарк, Алфред Уолас и други бяха добре известни и влиятелни и изложиха тестируеми хипотези за механизмите, чрез които еволюцията може да работи. Чрез доказателствата, събрани на островите Галапагос, идеите на Дарвин (и Уолъс) се очертават като водеща теория, но без работата на другите брилянтни учени, чиито идеи се оказаха грешни, еволюцията, както знаем, никога няма да бъде толкова добре разбрана.

Земята и Слънцето, не толкова различно от това как може да са се появили преди 4 милиарда години. Кредит за изображение: NASA / Terry Virts.

2. Поставянето на проблема правилно е често по-трудно от разрешаването му. Когато решавате математически проблем в училище, често просто трябва да знаете аритметичните, алгебраичните или геометричните стъпки, за да стигнете до решението. Но в реалния свят системите са объркани и сложни. Лесната част е да можеш да преодолееш проблема си, но трудното е да успееш да преодолееш неотносимите части на проблема към ключовите допринасящи фактори. Ако искахме да знаем как гравитацията влияе точно на Земята, ще трябва да знаем позициите и масите на всяка частица във Вселената, за да направим това изчисление и след това да изчислим гравитационното привличане между всички тях. Това е абсурдно понятие, тъй като за него би бил нужен толкова мощен компютър, колкото и самата Вселена. С други думи, достигането до точно решение е практически невъзможно.

Но чрез моделиране на Земята като един обект на нейната измерена маса и обем и на другите съответни маси - Слънцето, планетите, Луната, галактиката, останалата част на Вселената - както е подходящо, можем да стигнем до решение много лесно. Ключът не е да си наложите грубо пътя към решение, а да идентифицирате съответните участници във всеки аспект, който се опитвате да измерите, а останалите оставяте след себе си. За приливите и отливите ни трябват само Луната, Слънцето и земните океани; за движението на Земята около Слънцето се нуждаем от обща относителност и от всички планети; за движението на Земята през Вселената се нуждаем от Слънцето, галактиката и скоростта на местната група. Настройването на проблема е трудната част. След като разберете как да направите това, е възможно да се стигне до практическо решение.

Гравитационното поведение на Земята около Слънцето не се дължи на невидимо гравитационно дърпане, а се описва по-добре от Земята, падаща свободно през извито пространство, доминирано от Слънцето. Кредит за изображение: LIGO / T. Пайл.

3. Постигането на голям аванс обикновено изисква оспорване на вашите предположения. Законът на гравитацията на Нютон беше безспорният закон, управляващ Вселената от векове по времето, когато Айнщайн се появи. И все пак това беше способността на Айнщайн да си представи „какво, ако“ Вселената, където гравитацията на Нютон е коренно погрешна и е само приближение на действителната Вселена. Много модели алтернативна гравитация бяха представени и изпробвани през годините, само за да паднат край пътя, когато Нютон излезе победоносен. Но съществували математически алтернативи на плоското, триизмерно евклидово пространство и добре приетият факт, че Вселената е била по този начин, остава недоказано предположение.

Разглеждайки космическото време като четириизмерна тъкан, изкривена от присъствието на материя и енергия, Айнщайн - с помощта на редица математици и други физици - успя да стигне до Общата относителност. За да направи това, той трябваше да изхвърли редица неизказани предположения: че пространството е фиксирано и абсолютно, това време е отметнато с една и съща скорост за всички, че часовниците на различни места някога могат да бъдат перфектно синхронизирани. Освен ако не изучавате общата теория на относителността, рядко чувате за учени като Херман Минковски, Саймън Нюкомб, Хендрик Лоренц, Бернхард Риман, Марсел Гросман или Анри Поанкаре, въпреки това всички те са направили невероятен принос за постигането на Айнщайн за преодоляване на тези нютонови предположения. По този начин той революционизира нашата картина на Вселената.

Плетоничният модел на Кеплер на слънчевата система от Mysterium Cosmographicum (1596). Кредит за изображение: Йоханес Кеплер.

4. Следвайки интуицията си никога няма да ви стигне дотолкова, доколкото ще се справите с математиката. Измислянето на красива, мощна и завладяваща теория е мечтата на много учени по целия свят и съществува толкова дълго, колкото е имало учени. Когато Коперник представи хелиоцентричния си модел, той беше привлекателен за мнозина, но кръговите му орбити не можеха да обяснят наблюденията на планетите, както и епициклите на Птолемей - колкото грозни бяха. Около 50 години по-късно Йоханес Кеплер изгражда идеята на Коперник и излага своя Mysterium Cosmographicum: поредица от вложени сфери, чиито съотношения биха могли да обяснят орбитите на планетите. Освен, че данните не отговарят правилно. Когато направи математиката, числата не се сумираха.

Но това, което добави към числата, беше използването на елипси вместо кръгове. Фактът, че Кеплер всъщност се справи с математиката, изхвърли идеята си за кръгове, вложени сфери и перфектна геометрия, за да ги замени с „грозни“, но по-добре прилягащи елипси, води до законите на планетарното движение, които съответстват на нашето разбиране. Трите закона на Кеплер и до днес се използват широко и помогнаха да породи закона на гравитацията на Нютон. Нищо от това нямаше да се случи, ако не беше свършил количествената работа - математиката - и последваше къде води.

Оригиналните наблюдения от 1929 г. на разширяването на Хъбъл във Вселената, последвани от последващи по-подробни, но и несигурни наблюдения. Кредит за изображение: Робърт П. Киршнер (R), Едвин Хъбъл (L).

5. Никога няма да разберете дали има по-добър начин да направите нещо, освен ако не го поставите на тест. В началото на 20-те години хората предположиха, че Вселената е статична. В крайна сметка не изглежда да се разширява или свива; изглежда, че остава същото във времето. Учени като Александър Фридман и Жорж Лемаотре бяха измислили теоретични модели в рамките на Общата относителност, където Вселената се разширява, но Айнщайн - статичен фен на Вселената - остава неподвижен, дори казваше на Лемайтер: „Вашите изчисления са правилни, но физиката ви е ужасна.“ Но единственият начин да знаете е да го поставите на изпитание.

Едва когато Хъбъл откри разстоянието до галактиките и добави при измерванията на скоростите им, това всъщност може да бъде тествано. С публикуването на неговите данни от 1929 г. - и последвалата теоретична работа на Хауърд Пърси Робъртсън - влезе в разширяване Вселената (и Законът на Хъбъл). Това беше критичен тест и беше толкова успешен, че разширяващата се Вселена остава парагон на теоретични и наблюдателни успехи дори и до днес.

Вселената е невероятно място и начинът, по който се появи днес, е нещо много си струва да се научим по най-добрия начин на нашите способности. Кредит за изображение: NASA, ESA, екип за наследство на Хъбъл (STScI / AURA); J. Blakeslee.

Въпреки че повечето от нас никога няма да постигнат толкова чудесни научни пробиви, няма причина защо да не можем да бъдем успешни на същите тези пет арени във всички аспекти на нашия живот. Ако не успеете в нещо, имате лоша идея или просто грешите не са негативи; те са просто необходими стъпки по пътя към успеха, както за себе си, така и за пътуващите с вас. Решаването на проблем е нещо, което може да се случи само след като е формулирано правилно и предприемането на стъпки към тази правилна формулировка е ценно само по себе си. Определянето и оспорването на вашите предположения често може да бъде от съществено значение за постигането на голям напредък; светът може да не е необходимо да работи по начина, по който сега го представяме. Винаги трябва да се занимавате с математика, ако искате да знаете със сигурност; да се доверите твърде много на интуицията си, е рецепта за бедствие. И няма извинение да не се сблъскате дори с най-свещените идеи, които имате с данните, които Вселената и светът предоставят.

Не е нужно да сте учен, за да оцените тези научни уроци. Всъщност, научаването им е единственият начин да се предпазим от невежеството, което ни заплашва, или дори да го разпознаем там, където съществува.

Тази публикация за пръв път се появи във Forbes и е предоставена без реклами от нашите привърженици на Patreon. Коментирайте на нашия форум и купете първата ни книга: Beyond The Galaxy!