Фактите, които разрушиха старата наука – от смъртта на етера до ковида и новите закони на Вселената

Когато един експеримент преобръща цялата картина на света с главата надолу…

Ако търсим отправна точка за епохата на научните катаклизми, за такава може да се приеме 1887 г. Именно тогава физиците Алберт Майкелсън и Едуард Морли провеждат експеримент, който влиза в историята като „най-известния провал“ в науката. В продължение на два века повечето учени са били убедени, че светлината се разпространява като вълна в специална среда – етер, който запълва цялото пространство, дори празните пространства между атомите. Това е изглеждало логично: щом има вълна, значи трябва да има и нещо, през което тя да се разпространява.

Но никой никога не е откривал преки доказателства за съществуването на етера. Майкелсън и Морли построяват машина с най-висока точност, която може да улови и най-малките следи от тази мистериозна среда. Резултатът е поразителен: не може да се открие никакъв етер.

За самите изследователи това е разочарование. Те се отказват от по-нататъшните опити, а много съвременници възприемат резултата им като задънена улица. Теоретикът Хендрик Лоренц признава, че е „напълно объркан“.

Но именно това негативно откритие се превръща в основа за бъдещ пробив. Оказва се, че пространството не е сцена, изпълнена с етер, а празно пространство, в което всички обекти се определят само по отношение един на друг. От тази отправна точка израстват идеите на Алберт Айнщайн, които се оформят в специалната и общата теория на относителността, които обединяват пространството и времето в единна тъкан, огъвана от масата и енергията.

Друг голям обрат в науката е откритието на Луи Пастьор направено малко по-рано, през 1860 г.

В онези години е било общоприето убеждението, че ферментацията възниква от само себе си, в резултат на чисто химични процеси. Пастьор доказва, че става дума за живи микроорганизми, които предизвикват процеса. Откритията му не само разбиват старата теория, но и поставят началото на микробиологията, а след това и на нова медицина, основана на разбирането на ролята на микробите при инфекциите.

Тези случаи създават представа за науката като за поредица от резки превратности, в които смелчаците разбиват познатите догми. Тази представа се е наложила и в културата: философът Томас Кун в книгата си „Структура на научните революции“ въвежда понятието парадигма и показва как периодите на „нормална наука“ се сменят с кризи и промени в парадигмите. Оттогава насам образът на учения бунтар е здраво залегнал в киното, медиите и масовото възприятие. В действителност обаче резките катаклизми са рядкост и почти винаги се осъществяват в два случая: или в зората на дадена дисциплина, когато старите идеи за първи път се тестват с нови инструменти, или когато науката е изправена пред силен социален и политически натиск.

Нагледен пример от физиката е въпросът за симетрията.

Дълго време изглеждаше очевидно, че отражението на всеки физически процес в едно огледало ще бъде идентично със самия процес, само че „обърнато“. Но през 1956 г. Джън-Дао Ли и Чън-Нин Ян забелязват, че никой не е проверил това правило за слабото ядрено взаимодействие, отговорно за радиоактивния разпад. Експериментът на Чиен-Шионг Ву показва: слабото взаимодействие не запазва четността. Това откритие шокира научния свят и донесе на Ли и Ян Нобелова награда. След това обаче физиката на елементарните частици не отбеляза подобни резки обрати: откриването на кварките, глуоните и колебанията на неутриното разшири познанията, но не опроверга основите.

С течение на времето дисциплините стават по-стабилни.

Така например теорията на кварките и квантовата хромодинамика изместиха популярната през 50-те и 60-те години на ХХ век S-матрица, но последната не изчезна, а се разви в теория на струните.

Подобен процес се случи и в компютърните науки: перцептроните през 60-те години на ХХ век бяха смятани за пътя към изкуственото съзнание, докато Марвин Мински и Сиймур Пийпърт не показаха фундаменталните им ограничения. Изглеждаше, че това е краят на пътя, но по-късно перцептроните еволюираха в невронни мрежи, които станаха основа на днешните големи езикови модели.

В областта на медицината сътресенията през XIX в. са още по-драматични. Работата на Пастьор и Кох разрушава старите теории за болестите, които обясняват туберкулозата с наследствеността или с „лошия въздух“. Но дори и тук сътресенията са придружени от ожесточени спорове. Французинът Алфонс Лаверан открива причинителя на маларията – протозоята Plasmodium.

Идеята му първо е отхвърлена не от привържениците на миазмите, а от привържениците на бактериалната парадигма на Пастьор, убедени, че болестите се причиняват изключително от бактериите.

Въпреки авторитета, с който се ползвал, теориите му, като цяло, били приети със скептицизъм, особено в италианските академични среди, както и от последователите на Луи Пастьор, които си оставали привърженици на бактериалната причина за маларията. След като се върнал в Париж през 1884-та, Лаверан решил да докара нещата до край. Той поканил Пастьор и му показал под микроскоп това, което сам е видял. Микроскопът никога не „лъжел“ и Пастьор бил напълно убеден, че колегата му е прав в твърденията си. В периода от 1885г. до 1890г. „паразитният“ произход на маларийния агент щял да бъде допълнително разследван и най-накрая – признат. През 1907-ма Алфонс Лаверан получил Нобелова награда за откритието си, а предоставените му парични средства дарил на института „Пастьор“ за изграждане на лаборатория за изследвания, касаещи тропическите заболявания.

В началото на XIX век подобни дебати се разгарят около географията на Съединените щати. Експедицията на инженер Стивън Лонг по време на сушата стига до заключението, че южните равнини на страната са неподходящи за живот и земеделие. На картите от онези години се появява етикетът „Голямата американска пустиня“. По-късно обаче железопътните компании и властите започват да пропагандират точно обратната теза – „дъждът следва плуга“, т.е. обработката на земята увеличава влажността. Когато поредната суша през 90-те години на XIX век съсипва фермерите, настъпва нов обрат, последван от нова вълна заселници и бедствието „Dust Bowl“ през 30-те години на XX век. Тук научните оценки се преплитат с политиката и икономиката, превръщайки един постепенен научен процес в поредица от болезнени обрати.

Ковидът също е пример за такъв политически обагрен процес. През пролетта на 2020 г. Световната здравна организация обяви, че вирусът не се предава по въздуха, а се разпространява само чрез големи капки и повърхности. Тази позиция беше в противоречие с наблюденията на специалистите по аерозоли. Едва в края на 2021 г. СЗО призна възможността за предаване на вируса по въздушно-капков път, след дълъг дебат и натрупване на доказателства. Това беше същият преврат, но породен не само от научни съмнения, но и от политически натиск и необходимостта да се предоставят опростени препоръки на обществото.

По същия начин препоръките за мамография на жени под 50 години се промениха през десетилетията. През 80-те години на миналия век Националният институт по рака на САЩ насърчаваше ранния скрининг, през 90-те години нови клинични проучвания показаха съмнителната му ефективност, а през 2009 г. експертна група препоръча отпадане на задължителния скрининг за жени под 50 години. Обществеността и политиците възприеха това като заплаха, разразиха се ожесточени дебати и в крайна сметка до 2024 г. препоръките отново бяха отменени. Междувременно научните данни се промениха малко, но политическият и общественият контекст превърнаха постепенния процес на усъвършенстване на знанията в поредица от високопоставени „обрати“.

Подобни истории показват, че истинските революции в науката са рядкост и обикновено се случват в младостта на дадена дисциплина, както в случая с етера или микробите.

Когато научните области узряват, те се разрастват, разделят се на поддисциплини и се научават да асимилират различните гледни точки, без изведнъж да ги оборват. Но там, където науката се пресича с политиката или силните икономически интереси, плавните дискусии често се превръщат в драматични обрати, които в очите на обществеността изглеждат като шокиращи 180 градуса. Именно това разминаване между естествения ритъм на науката и нетърпеливите очаквания на обществото създава „ерата на научните сътресения“.