# Всё и разум. Научное мышление для решения любых задач

Билл Най

Знаменитый во всем мире популяризатор науки, ученый, инженер и популярный телеведущий канала Discovery, Билл Най совершил невероятное – привил любовь к физике всей Америке. На забавных примерах из собственной биографии, увлекательно и с невероятным чувством юмора он рассказывает о том, как наука может стать частью повседневной жизни, учит ориентироваться в море информации, правильно ее фильтровать и грамотно снимать «лапшу с ушей».
Читатель узнает о планах по освоению Марса, проектировании «Боинга», о том, как выжить в автокатастрофе, о беспилотных автомобилях, гениальных изобретениях, тайнах логарифмической линейки и о других спорных, интересных или неразрешимых явлениях науки.
«Человек-физика» Билл Най научит по-новому мыслить и по-новому смотреть на мир. Эта книга рассчитана на читателей всех возрастов, от школьников до пенсионеров, потому что ясность мысли – это модно и современно!

© 2017 by Bill Nye

© Бродоцкая А., перевод на русский язык, 2017

© ООО «Издательство АСТ», 2018

* * *

> Билл Най, Человек-физика, практически в одиночку привил любовь к науке целому поколению. В этой книге он предлагает рецепт, как направить эту энергию на спасение мира. Я подписываюсь. А вы?

> Нил Деграсс Тайсон,

> астрофизик, Американский музей естественной истории

> Билл Най – Человек-физика, но не только. Он еще Человек-разум, он показывает, как наш мозг перерабатывает информацию, прежде чем выдать идею. Знаете, на настольных играх и головоломках иногда пишут, что они для детей любого возраста? Эта книга тоже из таких.

> QuesTlove,

> американский музыкант и продюсер

> Перед нами Билл Най во всей красе. Он блистательно проводит грань между теми, кто барахтается в море информации, и учеными, которые применяют критическое мышление в поисках причины и следствия. Он приходит к выводу, что мы можем решить самые крупные проблемы, стоящие перед человечеством, задействовав коллективный разум. Эту книгу должен прочесть каждый.

> Марк З. Джейкобсон,

> профессор гражданского строительства и методов охраны окружающей среды, руководитель программы «Атмосфера-Энергия» при Стэнфордском университете

> Я познакомился с Биллом Наем в сонном бруклинском ресторанчике и сразу спросил его, почему он решил написать книгу, которая впоследствии вышла под названием «Неотрицаемое». Его ответ был столь же искренним, сколь и очевидным: «Потому что хочу изменить мир к лучшему». В ту же секунду я понял, что передо мной союзник и единомышленник. Я хочу сказать Биллу спасибо за то, что он не изменил своей мечте до самого конца работы над этой книгой – нашей третьей. А особенно я ценю в нем то, что он в частной жизни совершенно такой же, как и на публике: умный, любознательный, забавный и – да – оптимистичный, даже в самые изматывающие периоды работы над книгой.

> Теперь, когда я вспоминаю те времена, я понимаю, что в большом долгу перед покойным Аланом Холлом, моим редактором в новостном отделе «Сайентифик Америкен», и перед Патти Адкрофт, моим главным редактором в «Дискавер», которые помогли мне понять, как важно хорошо писать, чтобы твои слова доходили до читателя. А если заглянуть в будущее, я благодарен своим дочерям Элизе и Аве за то, что они ежедневно напоминают мне, как тесно взаимосвязаны ощущение чуда и чувство социальной ответственности. Цель этой книги – изменить мир к лучшему… ради них, ради всей современной молодежи, ради всех будущих поколений.

> Кори С. Пауэлл,

> сценарист

> Со времен книги Карла Сагана «Мир, полный демонов» еще никому не удавалось так изящно показать, что наука отнюдь не сводится к цифрам и уравнениям – это мировоззрение. Билл Най, как и его предшественник Саган, прекрасный рассказчик и в своей книге «Всё и разум» умудряется сплести воедино науку, историю, политику и собственные увлекательные воспоминания в широчайшую картину мира и нашего места в нем. Прочитайте эту книгу и помогите изменить мир к лучшему!

> Майкл Э. Манн,

> заслуженный профессор метеорологии, директор Центра наук о Земле при Пенсильванском университете

> Наши лучшие учителя – и в школе, во взрослой жизни, – понимают, что образование не сводится к тому, чтобы за уши подтащить отбивающихся учеников к источнику истины, пока мы отчаянно пытаемся не захлебнуться в море цифр и фактов. Но лучше всех это знает Билл Най, обучивший физике всю Америку. В своей книге «Всё и разум» Билл Най расчищает дорогу к знаниям – перед нами, взрослыми, со всеми нашими семейными хлопотами, авралами на работе и неумением сосредоточиться, – точно так же, как и перед детьми: он выстилает ее простыми истинами, смешными шутками и уважением к читателю. Если Билл вам не по душе, с вами что-то не так. А если вам не понравилась эта книга, значит, вы плохо старались.

> Майкл Найдес,

> главный сценарист и исполнительный продюсер программы «Билл Най спасает мир»

> В своей прекрасной новой книге «Всё и разум» Билл Най напоминает нам, почему он по сей день служит верховным жрецом ботанства, которым по праву гордится. Каждая страница этой книги полна заразительной, пылкой любви к науке и познанию. Билл рассказывает о своей жизни в науке – с юных лет, когда его кумирами были Карл Саган и Стив Мартин, до успеха своей программы «Человек-физика» и до нынешних времен, когда Билл руководит Планетным обществом и ратует за борьбу с изменениями климата. Стиль Билла Ная, прозрачный и страстный, – призыв к оружию для всех землян, знакомых с научной грамотой, чей долг – изменить мир к лучшему. По словам самого Билла, «Информация – это твердая валюта ботанского мировоззрения», а значит, эта книга – подлинный рог ботанского изобилия.

> Хизер Берлин, Ph. D., MPH,

> профессор психиатрии в Медицинской школе на горе Синай, телеведущая на каналах «PBS» и «Дискавери»

> Мы можем изменить мир к лучшему. Я точно знаю. Приступим.

> БИЛЛ НАЙ НАУЧИТ,

> КАК СДЕЛАТЬ ВСЕ И СРАЗУ


> Цель:

> изменить мир

> КАЖДЫЙ, с кем ты встречаешься, знает что-то, чего НЕ ЗНАЕШЬ ТЫ.

> …

> Что ХОРОШО ПРИДУМАНО, не может быть неправильно использовано.

> …

> Препятствия показывают ПЕРСПЕКТИВЫ.

> …

> Стой у ИСТОКОВ.

> …

> Думай КОСМИЧЕСКИ, поступай ЛОГИЧЕСКИ.

> …

> Сначала СОМНЕВАЙСЯ, только потом ВЕРЬ.

> …

> Если надо – ПЕРЕДУМАЙ.

> …

> ОПТИМИЗМ, ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, УПОРСТВО.

## Часть первая. Принципы жизни зануд и ботанов

### Глава первая. Дао числа «фи»

Эта книга обо всем сразу. Обо всем, что я знаю, и обо всем, что стоит знать вам.

Звучит это, конечно, диковато, но я говорю совершенно серьезно. Мы живем в эпоху беспрецедентного доступа к информации. Когда вы берете телефон или включаете ноутбук и выходите в Интернет, в вашем распоряжении мгновенно оказываются триллионы триллионов байтов данных – а это единица с 24 нулями. Каждый год по Интернету бродит еще миллиард триллионов байтов данных – все, что угодно, от видео с котиками, как же без них, до загадочных, но невероятно подробных отчетов о результатах столкновений субатомных частиц на Большом адронном коллайдере. С этой точки зрения легко говорить обо «всем и сразу». Все, что мы с вами знаем, все, что нам нужно знать, уже здесь – протяни руку и бери.

Но несмотря на все эти головокружительные нули и единицы – коллективный разум миллиардов человеческих мозгов, – меня не покидает ощущение, что мы какие-то ужасно… глупые, что ли. Мы не пользуемся всей этой коллективной мудростью для решения масштабных задач. Мы не справляемся с изменениями климата. Так и не придумали, где взять надежный источник экологически чистой возобновляемой энергии, доступной всем и каждому. Очень уж часто люди погибают в автокатастрофах, которые можно было предотвратить, и умирают от болезней, которые можно было вылечить, очень уж часто им не хватает пищи и питьевой воды, не говоря уже о доступе в Интернет – коллективный разум, подобный пчелиному улью. Да, каналы связи сегодня работают как никогда, но от этого мы не стали щедрее и добрее друг к другу и не пытаемся лучше друг друга понять, предпочитая прятаться за стеной отрицания и предрассудков. Обилие информации позволило нам все знать, но, очевидно, мало простознать. Надо уметь сортировать факты и претворять знание в действие – и потому-то я и написал эту книгу.

Я хочу увидеть, как человечество объединяется и меняет мир к лучшему. Я думаю, для подобных задач нужна и личность особого склада, человек, который умеет управлять бурным потоком информации, видеть все и сразу, но отбирать только нужное, только главное. Это требует предельно честного отношения к природе наших проблем, а еще – презрения к авторитетам в стремлении найти творческие решения. Законы природы и научный процесс не оглядываются на наши предубеждения и нашу политику. Они просто ставят пределы возможного, определяют внешние границы того, чего мы сможем достичь – или не сможем, если испугаемся трудностей.

К счастью, есть большая и постоянно пополняющаяся группа людей, которые именно так и думают и больше всего на свете любят применять орудия логики к решению самых неразрешимых на первый взгляд задач. Таких людей мы с детства называем «ботанами», и мне хватает смирения (читай – гордыни) причислять к ним и себя. Я посвятил жизнь тому, чтобы выработать у себя мировоззрение ботана и воспитать в себе восхитительные, хотя подчас и трудноуловимые качества, присущие этой породе людей: упорство в стремлении к высокой цели, стойкость, позволяющую не оставлять стараний, невзирая на препятствия, умение мириться с тем, что какой-то подход оказался тупиковым, и терпение, позволяющее изучать задачу с разных сторон, пока не станет ясно, как сделать шаг вперед. Если вы уже считаете себя одним из нас, давайте вместе постараемся чаще применять свое ботанство и занудство к решению важнейших насущных задач, а не только к мелочам и пустякам (хотя и на это у нас наверняка останется полно времени). Если же вы пока не считаете себя ботаном, все равно присоединяйтесь: в каждом из нас дремлет ботан, который только и ждет, когда его разбудит верно подобранная страсть. Вся моя жизнь была чередой подобных пробуждений, моментов озарения, когда я с новой силой осознавал, сколько радости приносит могущество физики, математики, техники и инженерного дела.

Именно такое озарение произошло со мной в одиннадцатом классе, когда я учился в школе в Вашингтоне и в первый раз пришел на урок физики повышенного уровня. Мы, ботаны, в таких случаях пускаемся в рассуждение о «золотых» денечках и норовим написать «фи-зика», и нам кажется, что это очень смешно. «Фи» мы любим неспроста. Дело в том, что «фи» – название греческой буквы φ, а о ней настоящий ботан знает много интересного. Например, очень многие научные термины позаимствованы из древнегреческого и когда-то писались через эту букву. Когда мы видим ученое слово, начинающееся на «ф», то сразу понимаем, что оно, скорее всего, древнегреческое, – вот, например, «физика» или «фосфаты». В современный язык науки эти слова чаще всего приходили через латынь. Поэтому в языках, использующих латиницу, они пишутся через «ph» – а все потому, что латинская буква «р» немного похожа на φ по форме (да, тоже ученое греческое слово на φ), а «h» римляне в свое время добавили, чтобы передать придыхание. Лингвисты называют это «транслитерация», что значит «передача через буквы». Много сотен лет назад какой-то заядлый транслитератор, возможно настоящий маньяк своего дела, придумал, что нужно добавить «h» к «р», и так и повелось, а ведь все могло бы быть гораздо проще. «Фи! Какое занудство!» – скажете вы, но для нас это комплимент.

Это небольшое отступление показывает, каково это, когда ты так погружен в какую-то тему, так φантастически очарован какой-то особенностью природы или человеческого опыта, так на ней сφокусирован, что окружающие считают тебя занудой и ботаном, – а главное, ты сам так считаешь. Чтобы от души насладиться словесной игрой с подменой буковок, я основательно изучил, что стоит за буквами φ, «ф», «ph» и «f». Я заметил, что большинство носителей английского языка произносят φ как второй слог в слове «вай-фай», однако греки обычно говорят «фи» – как в сказочной песенке «Фи-фай-фо-фух – слышу здесь ботанский дух». А еще у буквы φ есть интересные связи с физикой помимо лингвистических. Это математический символ, обозначающий золотое сечение, фундаментальную геометрическую пропорцию, широко представленную в биологии, экономике, а особенно в искусстве (отсюда, кстати, и шутка про «золотые» денечки). В статистике прописной буквой Φ обозначается мера корреляции между двумя независимыми факторами, позволяющая отличить причинно-следственные связи в научных экспериментах от случайных совпадений. Полезнейшая вещь!

Вам, наверное, кажется, что я наговорил вам всяких забавных пустяков, – но я настаиваю, что нет, здесь совсем другое дело. Одержимость греческой буковкой φ позволила мне накопить знания, которые меня несколько изменили – и вас тоже. Стремление докопаться до всех подробностей – главная черта моего подхода к решению задач, которого я придерживался всю жизнь. Не случайно, что это еще и главная черта племени ботанов. Приведу еще один довод в пользу своего пристрастия к деталям. Задолго до Интернета мои приятели говорили: «Погоди, вот сейчас Билл достанет словарь – тогда начнется настоящее веселье». Мне всегда интересно выяснять не только значения слов, но и происхождение – их этимологию. Но сейчас, пока я тут рассуждал о букве φ и диграфе «ph», я думал и о том, с чего началась эта цепочка рассуждений, – о физике, об изучении природы, особенно движения и энергии, о радости, которая охватила меня, когда я столкнулся с физикой в первый раз.

Слово «scientist» – «ученый» – ввел в обращение английский натурфилософ Уильям Уивелл в 1833 году. Раньше такие люди назывались, собственно, натурфилософами, – сейчас это звучит несколько диковинно, но тогда все так говорили. Философия – наука о познании; философы ищут способы выяснить, что истинно, а что нет; натурфилософия – это наука о том, что истинно в природе. То есть на современном языке ученый – это натурфилософ, ищущий объективные истины.

Мы ищем законы природы, которые позволят всем и каждому делать конкретные прогнозы результатов испытаний и экспериментов. Наука принадлежит всем, кто любит думать и ищет связи и закономерности в природе. Все отнюдь не сводится к математике, числам и измерениям – однако, представьте себе, именно математика придает прогнозам чарующую точность. Мы можем рассчитать движение далеких планет с такой точностью, что посадим на Марс ровер «Кьюриосити» или отправим за Плутон зонд «Новые горизонты» – и не промахнемся практически ни на метр. Мы можем измерить точный возраст скалы, которой миллиард лет, наблюдая распад заключенных в ней радиоактивных атомов. Математика и физика вместе обладают потрясающей силой. Именно поэтому они так привлекают ботанов – однако открытия, которые дарит физика, вдохновляют даже тех, кто никогда не планировал вгрызаться в числа.

Тот, кто подхватил «естественно-научную заразу», всегда склонен к отступлениям и микроманиям. Среди ботанов часто встречаются те, кто занимается на первый взгляд сущей ерундой или обожает копаться в очень мелких деталях какой-то области изучения. Например, живо интересуется названиями округов в Мэриленде и Миссисипи или титрами «Звездного пути». Я твердо убежден, что эти ботаны и зануды благодаря изучению мелких деталей узнают что-то новое и о картине в целом. Специалист по пустякам (пустяколог?) держит в голове словно бы каркас, на котором можно выстроить целую отрасль знаний, снабженный соответствующими полочками, чтобы класть туда новую информацию, которая, в свою очередь, обогатит общую картину.

Например, выучить названия округов гораздо проще, если хранишь в голове карту штата, где отмечены, какие округа с какими граничат. Названия, границы, расстояния по шоссе до столицы штата – все это куда легче запомнить, если заранее нанести все подробности на ментальную карту. Большая картина как каркас в сочетании с подробными представлениями об устройстве мира помогает лучше ориентироваться на дорогах округа, командовать парусным судном или делать нейрохирургические операции. Насколько я могу судить, это красной нитью проходит через все эпизоды моей биографии, которые сформировали меня как личность: детали дополняют картину в целом, а картина в целом организует детали. Может быть, достаточно просто знать, где на карте находится Мэриленд? Конечно, но дополнительные представления о внутреннем устройстве штата делают картину гораздо яснее – и неизмеримо ценнее.

Отрадно видеть, как глубоко привычки и манера поведения ботанов укоренились в культуре общества. Не так давно ботаны по определению были полной противоположностью главным заводилам и первым красавицам в классе. Сегодня одержимость деталями стала прямо-таки модной – причем не только в науке, а практически во всем. Знания обо всяких пустяках, которые когда-то считались прерогативой интеллектуальных игр на телевидении, уделом «знатоков», стали теперь основной темой светских вечеринок по четвергам в модных барах. Радует и другое. Сейчас, когда я пишу эти строки, самым популярным телесериалом считается «Теория Большого взрыва» – она еженедельно обгоняет в рейтинге все комедии, драмы и даже новости. Судя по всему, десятки миллионов человек отождествляют себя с горсткой отменных чудаков, которые, конечно, занимаются очень сложной наукой, но при этом проявляют самые человеческие черты и слабости.

Но как бы я ни любил ботанов и ботанскую культуру, не могу не отметить некоторые тревожные тенденции, наметившиеся в последние годы, не могу о них молчать. На поверхностный взгляд все очень многообещающе. Интерес к изучению физики, техники, инженерного дела и математики стремительно растет, и то, что программисты и предприниматели, занимающиеся продвижением технологий, стали в нашей культуре главными знаменитостями, просто прекрасно. Ведь наше общество все сильнее зависит от высоких технологий, и не миновать беды, если только избранные будут понимать, на каких научных идеях эти технологии основаны. Казалось бы, все лучше некуда. Крепнущая любовь к мелочам и болтовне на околонаучные темы – это же замечательно!

Однако нынешняя поп-версия культуры ботанов вызывает у меня тревогу, от которой никак не удается отделаться. Быть ботаном, заучкой, чудиком, например, фанатеть от комиксов, иногда бывает очень весело и интересно. Не исключено, что в результате возникнет сообщество людей, чья жизнь станет богаче благодаря общим интересам. Ежегодно на разные Комик-коны съезжаются тысячи человек. Однако это определенно не то же самое, что прилежно изучать физику, химию, биологию и математику с конкретной целью разобраться в хитросплетениях климата, вырастить пшеницу, устойчивую к болезням и вредителям, или пополнить ряды тех, кто в наши дни служит эталоном умницы-ученого, – исследователей космоса. Стремление стать ботаном вызывается тем же инстинктом, что и страсть к накоплению информации, но ведь главное – уметь применять знания, а это совсем другое дело и к тому же гораздо труднее. Это возвращает нас к первоначальной мысли:информация и ее применение – совсем разные вещи. Когда я с почтительным трепетом описываю ботанский склад ума, то превозношу достоинства мировоззрения, согласно которому надо собирать как можно больше информации и постоянно искать способы применить ее во благо.

Моему читателю, должно быть, очевидно, в чем разница между информацией и ее применением, однако общество в целом не всегда это понимает. На свете много шарлатанов и сектантов, способных выдавать ложные сведения и предрассудки за факты и логику. Я постоянно встречаю людей, которые отстаивают свою личную версию происхождения вселенной и человечества и тоже пытаются выдавать ложные сведения и предрассудки за факты и логику. Я сейчас говорю не об обычных верующих – я говорю о тех, кто приплетает общепринятые научные концепции к своим собственным квазифизическим теориям Большого взрыва (или черных дыр, или каких-то тайных способов «исправить» теорию относительности Эйнштейна). Кроме того, я часто – хотелось бы пореже – встречаю людей, которые эксплуатируют вырванные из контекста научные идеи для продвижения никчемных товаров, пропаганды политических догм, противоречащих объективным фактам, для запугивания общества или оправдания сексистских или расистских предрассудков, а еще чаще слышу о таких случаях. Иногда эти люди искренне убеждены, будто занимаются наукой, но на самом деле это не так. Подчас они даже причисляют себя к ботанам – но и это, конечно, не так. Они овладели жаргоном физиков и биологов, но не потрудились изучить классическую науку и современные представления о звездах и пространстве-времени, где эти звезды обитают.

И еще одна важная оговорка: всем нам вместе и каждому в отдельности легко сделать ложные выводы на основании слишком маленького набора фактов. Поверхностное знакомство с ботанским образом мысли этому, к сожалению, лишь способствует. Если вы выключили свет в своей комнате и в этот самый миг на улице под окном столкнулись две машины, легко сделать вывод, будто это вы вызвали аварию, выключив свет. Возникнет искушение дать себе зарок никогда больше не притрагиваться к выключателю, по крайней мере, когда мимо едут машины. Или дождаться, когда мимо проедет особенно вредный сосед, и защелкать выключателем изо всех сил.

Разумеется, это предельный случай, и всем очевидно, что проводить причинно-следственные связи здесь нельзя. Думаю, читатели без труда сделают вывод, что выключатель в доме, скорее всего, не имеет никакого отношения к вниманию за рулем (если, конечно, ваш выключатель не включает мощный прожектор, который светит прямо в лобовое стекло проезжающим автомобилям, а тогда выключите его поскорее, пожалуйста). Но что, если речь идет о явлении куда более сложном – например, если вы читаете, что люди, регулярно пьющие красное вино, меньше подвержены риску инфаркта? Или что у людей с тем или иным цветом кожи в среднем ниже IQ? А ведь бывали времена, когда очень влиятельные исследователи были убеждены, что между этими фактами есть связь. Можно ли им верить?