Космический телескоп «Джеймс Уэбб» после предварительных испытаний кривизны NASA / Chris Gunn [1]
Дисклеймер: я не учёный, и в этом посте я смотрю на научный мир глазами рядового обывателя.
Все исследования можно условно поделить на два типа: прикладные и теоретические.
Прикладные — прикольные. Учёные или и��женеры выбирают какую-нибудь проблему и находят способ её решить. Это в конечном итоге может принести пользу человечеству. Например, смартфоны, которыми мы пользуемся — это плод множества таких исследований, в результате которых появились микропроцессоры, дисплеи, аккумуляторы, способы беспроводной связи.
Лирическое отступление: космические агентства проводят множество различных исследований и разработок с целью решения проблем, возникающих при освоении космоса. А затем результаты их трудов частенько находят применение в обычной земной жизни. Один из ярких примеров — компактные матрицы фотоаппаратов, пришедшие к нам в смартфоны из спутников. Но есть и обратные примеры: например, космический дрон Ingenuity, путешествующий по Марсу с ровером Perseverance, работает на мобильном процессоре Qualcomm Snapdragon 801, а для связи использует протокол Zigbee, ранее хорошо зарекомендовавший себя в умных домах. У NASA есть специальный сайт [1], на котором они рассказывают о применении космических технологий на Земле.
Но помимо прикладных исследований немалую роль играют и теоретические. Они на первый взгляд кажутся максимально странными. Мой любимый пример из математики: как-то раз Лобачевский обнаружил, что сформированные Евклидом постулаты и аксиомы геометрии в целом зависят друг от друга. Если почти любую из них заменить на обратную по смыслу, то остальные автоматически станут неверными. Кроме пятого постулата. Оказалось, что его можно поменять так, что остальные постулаты не будут нарушены. В результате, если очень упрощать, получилось, что несколько линий, пересекающихся в одной точке на плоскости могут быть параллельны другой линии. Лобачевского никто не понял. И никто не понял, какая может быть польза от такой геометрии, если она противоречит логике нашего мира... Но много лет спустя пришли астрофизики и обнаружили, что несостыковки в модели пространства вселенских размеров, отлично ложатся в геометрию Лобачевского, поскольку пространство в подобном масштабе оказывается совсем не таким, как привычный окружающий нас мир. Грубо говоря, пространство вселенной на самом деле слегка изогнуто.
В этом примере, кажется, теоретики просто взяли одну теорию и применили её к другой. Но есть и более прикладные истории. К примеру, явление электричества открыли ещё древние греки. Затем ещё через много веков люди обнаружили и электромагнетизм, и нашли более-менее стабильные источники энергии. Но электричество и радиосвязь стали повсеместно приходить в дома лишь через век после этих открытий. И ещё через несколько десятилетий люди научились хранить данные при помощи ничтожно малых зарядов электричества и изобрели твердотельную память.
Подобную историю имеет подавляющее большинство технологий и техник, которыми мы пользуемся в повседневной жизни. Какие-то давние исследования в химии помогают создавать прочные и дешёвые материалы а также способы их склеивать. Исследования строения разных клеток живых организмов позволяют открывать новые лекарства и разрабатывать способы лечить болезни. Философия позволяет формулировать законы. Культурология и социология успешно применяются для анализа потребностей покупателей разных товаров в разных странах, чтобы создавать более подходящие для них продукты.
А возвращаясь к теории о геометрии Лобачевского — его геометрия нашла применение в специальной теории относительности как один из вариант её постулирования. А применение специальной теории относительности к подсчётам задержек при обработке сигналов со спутников позволило повысить точность работы систем навигации вроде GPS или ГЛОНАСС. А когда-нибудь она, возможно, поможет людям совершать дальние перелёты к другим звёздным системам.
В заключении я просто хочу поблагодарить всех, кто ведёт теоретические исследования, не зная, где и когда они пригодятся человечеству. Эти люди не знают, когда и кому понадобится достать их статьи из архива и применить на практике, но всё равно продолжают свои изыскания, в надежде обнаружить новые истины. И эти поиски, возможно, будут бесконечными, ибо нет предела совершенству.
UPD 2023.09.21: о самой интересной истории я как-то позабыл, а тут вот недавно читал статеечку [2] (честно скажу, я её в целом скорее не понял) и комм��нтаторы напомнили о ценности изучения даже того, в чём нет практического смысла на первый взгляд.
Итак, свойства целых чисел изучать начали очень давно, ещё до нашей эры, в эпоху Древнего Египта. Люди изучали их веками, и сформировали такой раздел математики, как теория чисел. Немалая часть её веками пылилась на полках и в умах учёных, не находя ей практического применения. Ну а потом пришли какие-то гики и на базе неё сделали современную криптографию. Этот сайт, например, работает только по защищённым протоколам, а значит, нельзя прочитать этот текст без криптографических средств, реализуемых в браузерах. Буквально это значит, что без теории чисел этот пост нельзя было бы безопасно прочитать. Подумать только, сколько веков многие теоремы лежали без дела, пока им не нашли такое утилитарное практическое применение, как обеспечение безопасности наших данных.
