Сайт учителя физики Кореневой Светланы Ивановны

Эксперимент наряду с теорией - один из двух столпов физической науки. Это не просто созерцание происходящих вокруг явлений, а наблюдение за процессом, проте­кающим в определенных, заданных экспериментатором условиях; по определению Френсиса Бэкона, это «вопрос природе». Эксперимент, как говорил российский фи­зик теоретик академик Аркадий Бейнусович Мигдан, «испытывает предсказания тео­рии на прочность. Когда теория, наконец, не выдержит, строится новая, с учетом ста­рых фактов и тех, что появились при проверке».

 Существуют как великие теории, так и великие эксперименты. Они не только ос­таются в лабораторных отчетах и научных журналах, но и изменяют, прямо или кос­венно, нашу повседневную жизнь. За них получают премии. О них рассказывают ис­тории и складывают легенды.

 Пожалуй, первый великий эксперимент был проведен Архимедом из Сиракуз. Исто­рия с короной царя Герона не только сделала его «отцом криминалистики», но и показала, как исследователь в ходе происков ответа на один вопрос может найти решение совсем иные проблемы. Однако важнее другое: Архимед был, наверное, первым ученым, опиравшимся на теорию, и на эксперимент. Его закон плавания тел - результат наблюдений и экспери­мента, закон рычага - итог размышлений и догадок. Из механики Архимеда в большей мере, чем из умозрительных рассуждений Аристотеля, выросла физическая наука.

 Каждое открытие появляется на свет по-своему: в результате поиска или по при­хоти случая. Предсказанные открытия можно буквально пересчитать по пальцам, зато в этом ряду есть такое яркое событие, как создание лазера: в 1953 г. научились исполь­зовать эффект, предсказанный Альбертом Эйнштейном еще в 1916 г. Также в резуль­тате целенаправленного поиска немец Йоханнес Георг Бедхорц и швейцарец Карл Александер Мюллер обнаружили высокотемпературную сверхпроводимость.

 Гораздо больше в физике открытий случайных, возникающих как будто «на пус­том месте». Но великий французский биолог Луи Пастер однажды сказал, что случай помогает только подготовленному уму. Яркий тому пример - открытие другого фран­цуза, Антуана Анри Беккереля. Исследуя люминесценцию различных веществ, уче­ный предполагал, что она не только вызывается рентгеновскими лучами, но и может порождать их. Проведенные на основе ошибочной идеи эксперименты, тем не менее, закончились в 1896 г. открытием радиоактивности.

 Иногда новое не замечают, проходят мимо него. Ведь ученый может просто не увидеть того, что не укладывается в привычную ему картину мира. Немецкий физик Кунце в 1933 г. наблюдал в камере Вильсона частицу в 200 раз тяжелее электрона. Это был мю-мезон. Од­нако, поскольку такие частицы не были известны, он счел свое наблюдение ошибкой опыта. Повторно мезон открыли в 1938 г. американцы Карл Дэвид Андерсон и С. Неддермейер.

 Обстоятельность может не только помочь в открытии нового, но и помешать. Ан­глийский физик Даниэль Колладон в 1825 г., за шесть лет до открытия явления элек­тромагнитной индукции Майклом Фарадеем, проводил очень похожие эксперименты. Так же, как и Фарадей, он подключал к чувствительному гальванометру катушку, в которую вдвигал магнит, - в этот момент по катушке протекал электрический ток. Но предосторожностей иногда бывает слишком много: чтобы уменьшить влияние магнита на гальванометр, Колладон располагал приборы в разных комнатах. Пока он не спеша доходил от магнита к измерительному прибору, стрелка успокаивалась. Не ожидая столько кратковременного эффекта, ученый не смог сделать открытия, кото­рое удалось Фарадею, - тому помогал ассистент.

 Некоторые исследователи находились на пороге открытия, но им не хватало малень­кого шага. Первый высокотемпературный сверхпроводник был получен за несколько лет до открытия Беднорца и Мюллера. В 1979 г. российский ученый И. С. Шаплыгин с соавторами из Института общей и неорганической химии АН СССР исследовал прово­димость соединений лантана, меди, кальция, стронция и бария, в том числе и таких, которые соответствовали сверхпроводящему веществу. Однако проводимость в облас­ти низких температур просто не догадались измерить.

 Экспериментатор ищет ответы там, где другие не видят вопроса. Открытие Исааком Ньютоном составного характера белого света произошло потому, что исследователь поставил вопросы, до которых ранее никто не додумался. Экспери­мент действительно искусство задать вопрос природе, сделав это остроумно и изящно.

 Однако мало получить ответ, его необходимо еще и понять. Ведь результат может оказаться парадоксальным, не укладывающимся в сложившуюся систему научных представлений, и тогда исследователю нужны смелость, чтобы признать его, и твер­дая уверенность в правильности результата. Такие эксперименты изменяют наши по­нятия о мире и облике цивилизации.