ЗА РЕВОЛЮЦИЕЙ В НАУКАХ О ЗЕМЛЕ
ДОЛЖНА ПОСЛЕДОВАТЬ
РЕФОРМА
ОБРАЗОВАНИЯ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ
Автор статьи Kennet J.Hsu родился в Китае в 1929 году, закончил Наньинский университет в 1948г., получил степень доктора философии в 1953г.
После научно-исследовательской и преподавательской работы в США автор был приглашен в 1964 году в Швейцарский федеральный институт технологий на должность профессора экспериментальной геологии, где проработал до своей отставки в 1994 году. С тех пор он -- президент Tarim Associates AG Zurich.
Автор работал во многих международных организациях, включая и представительство в Комиссии морской геологии IUGS. Он заслужил многочисленные почести, среди которых Wollaston Medal of the Geological Society.
ОТ РЕДАКЦИИ. Появление в печати настоящей статьи в 1997 году вызвало в среде широкой научной общественности большой интерес. В ней затронуты вопросы, которые рассматривались и частично были реализованы в Сибирском отделении РАН на уровне интеграции с Новосибирским и Красноярским госудврственными университетами. Редакция "НВС" надеется, что публикация перевода этой статьи, вызовет интерес у наших читателей и может положить начало дискуссии.
В науках о Земле крайне необходима реформа. Необходимо понимание
философии науки и осознание невыполнимости жестких требований,
предъявляемых к подготовке студентов к их будущей работе.
Методологические курсы должны быть сведены к минимуму,
продолжительность обучения должна быть существенно сокращена,
образование должно продолжаться на протяжении всей жизни.
Студентам следует читать теоретическую геологию, а затем
геологические знания должны применяться в инженерной практике
изучения геологии природных ресурсов и окружающей среды.
Недавно один мой приятель--физик спросил меня, в чем же суть
революции, произошедшей в науках о Земле в 60--е годы: "Это
из--за теории плитной тектоники?"
-- "Нет, теория плитной тектоники -- всего лишь теория
горообразования, а революция состоит в смене стереотипа мышления.
Нас больше не удовлетворяет описательный характер нашей науки. Мы
начинаем анализировать природные явления с точки зрения
физических и/или химических процессов".
-- "Так значит вы больше не занимаетесь собиранием марок. Вы
стали учеными". В этой реплике содержался намек на высокомерное
замечание, сделанное в начале нашего века знаменитым физиком
лордом Резерфордом: "Физика -- это наука, а остальное --
коллекционирование марок".
НАУКА ИЛИ КОЛЛЕКЦИОНИРОВАНИЕ МАРОК?
В средние века в Европе образование заключалось в выведении
следствий из аксиом, которые считались не требующими
доказательства истинами. Аксиомы в науках о Земле содержались в
первой главе Библии "Генезис". Это была не наука, а схоластика. В
XVI в. Фрэнсис Бэкон совершил интеллектуальную революцию, сместив
акценты на индуктивный подход: наука должна опираться на
наблюдения за природой или эксперименты. Геология сменила
"Генезис", когда Hutton, Lyell и др. получили простые и ясные
ответы на основе наблюдений. Источником возникновения базальтов
являются вулканы, следовательно, эти породы магматического
происхождения. Слои осадков накладываются один поверх другого, и
это Закон Суперпозиции. Идентичные ископаемые могут быть найдены
в одном и том же пласте, Уильям Смит (William Smith) открыл
принцип палеонтологической корреляции.
С помощью индуктивного метода можно получить ответы, годные для
конкретного случая, когда специалисты изучают отдельно взятые
явления. Простые и очевидные ответы часто даются на уровне
интуиции. Например, Фрэнсис Бэкон сделал вывод о том, что
теплопроводность металлов выше, чем у керамики, заметив, что в
фарфоровой чашке чай остывает медленнее. Это истина, не требующая
доказательства. Когда геологи накапливают результаты наблюдений и
приходят к интуитивным выводам, их интуитивные догадки часто
верны. Однако при поиске более фундаментальных принципов, лежащих
в основе внешне не связанных явлений, как это ни удивительно,
ответы могут противоречить интуитивным выводам. Философия Бэкона
с ее опорой на наблюдения не дала нам современной науки. Еще в
каменном веке люди заметили, что Солнце встает на востоке и
заходит на западе. Эти наблюдения повторялись снова и снова в
разное время и в разных местах. Очевидный вывод состоял в том,
что Солнце движется вокруг Земли. Теория может предсказать без
ошибки время и место восхода и захода Солнца, солнцестояния,
затмения и т.д. Люди могут делать случайные или систематические
наблюдения и придут к такому же выводу интуитивно. Одни только
наблюдения, тем более одиночные, не дают нам критерия,
позволяющего отличить истину от ее противоположности.
Коперник применил научную логику, воскресив классическую
греческую теорию, согласно которой Земля вращается вокруг Солнца.
Данные наблюдений того времени могли быть использованы для
подтверждения как геоцентрической, так и гелиоцентрической
теории. Предпочтение было отдано Птолемеевой модели, потому что
она соответствовала интуитивному восприятию поверхности Земли как
плоской поверхности, а также потому, что она постулировала
круговую орбиту вращения Солнца вокруг Земли. В теории Коперника
необходимо было предположение об эллиптической форме планетарных
орбит. Астрономы того времени полагали, что круги более
совершенны, чем эллипсы, и что движения небесных тел, будучи
божественно предопределены, должны быть круговыми, а не
эллиптическими. Как выяснилось, средневековая интуиция оказалась
неверна: то, что казалось интуитивно наиболее вероятным, было на
самом деле плохой наукой.
Следует отметить, что философия Бэкона, призывавшая полагаться на
наблюдения, была очень продуктивна до тех пор, пока у людей было
еще мало наблюдений. Но сейчас так много различных природных
явлений, за которыми необходимо наблюдать, что просто невозможно
наблюдать за всеми. В науке нам необходимо знать несколько
фундаментальных принципов и научиться их применять. И все же в
филателии даже королева Англии не смогла бы собрать все марки,
выпущенные во всем мире во все времена, во всех вариантах печати
с различными оттенками красок на всех типах бумаги, со всем
разнообразием типографских ошибок и т.д. и т.п. У филателистов
тоже есть своя специализация. Сверхснисходительность в
коллекционировании данных со времен Фрэнсиса Бэкона взрастила
многие поколения "собирателей марок" в науке.
Фрэнсис Бэкон или его коллекционеры не дали нам современной
науки, а Исаак Ньютон дал потому, что не был собирателем марок, и
ему не надо было быть специалистом. Он абстрагировал проблему
движения небесных тел от астрономии. Он изобрел принцип
гравитации и применил этот фундаментальный принцип для объяснения
всех космических явлений: движения планет вокруг Солнца, потоков,
бегущих с гор, и яблок, падающих на голову. Он осуществил
революцию в науке благодаря междисциплинарному подходу.
Секрет успеха Ньютона ускользнул от внимания почти всех историков
науки. В школе мы учили, что вдохновение посетило Ньютона, когда
ему на голову упало яблоко. Этот анекдот дает плохой урок научной
методологии. Ньютон изобрел гравитацию не потому, что он хотел
дать объяснение причины единичного случая падения яблока. Он
должен был предположить наличие гравитации, чтобы объяснить
эллиптическую форму планетарных орбит.
Да, наблюдения важны, но они необязательно заключают в себе
объяснение. Необходимы размышления с использованием дедуктивного
и аналитического подходов, чтобы понять наши наблюдения. Tycho
Brahe потратил целую жизнь на астрономические наблюдения, а
Иоханнес Кепплер потратил еще одну на обработку данных. А прорыв
осуществил Исаак Ньютон в процессе поиска физического объяснения.
Ученые XX века вели нас в другом направлении. Нас поощряли к
проведению наблюдений: на это затрачивается большая часть
средств, идущих сегодня на науку. Нас поощряли к обработке данных
и мы строили все более и более мощные компьютеры. Но
позитивистская философия науки не поощряет наших усилий в поиске
физических объяснений.
По мнению Маха, никакое утверждение в естественных науках не
является приемлемым, пока оно не проверено эмпирически. Это
утверждение фактически не имеет смысла, поскольку словосочетание
"эмпирически подтвержденный" не имеет точного значения. Может ли
концепция Ньютона быть "эмпирически подтверждена"? Очевидно, что
Мах считал, что "да". Карл Поппер думал иначе: никакое научное
утверждение не может быть доказано, его можно только опровергнуть
или доказать его ложность.
Спасаясь от позитивизма Маха, ученые ищут убежища в
операционизме. Научные утверждения могут или не могут быть
проверены нашими чувствами, но они могут быть подтверждены
математическими соотношениями. Примером крайнего высокомерия
является недавно опубликованные научный трактат по физике
времени, автор которого утверждает: Ошибка дорелятивистской
физики состояла в том, что в ней время слишком тесно
отождествлялось с человеческим опытом. Релятивистская физика
переместила движущееся настоящее из суперструктуры вселенной в
умы человеческих существ, которым оно и принадлежит... В
отсутствии приемлемой теории разума в физике любое обсуждение
физического времени должно непременно исключать рассмотрение
настоящего и очевидного движения времени, поскольку эти понятия
бессмысленны в рамках обычного пространства и времени.
Никто не может испытать физическую реальность "обычного
пространства и времени". Итак, нас научили отказываться от наших
чувств, включая и способность смотреть или делать наблюдения, и
слепо выполнять непостижимые операции математической физики.
А на другом конце спектра вахту в коллекционировании принимают
феноменологические специалисты. Когда я путешествовал по Китаю,
меня называли американским специалистом, слова "специалист" и
"ученый" уже стали синонимами. Конечно, интуитивные ответы на
основе простых рядов наблюдений во времена Бэкона часто были
правильными. Четыре века спустя после Бэкона, у нас уже слишком
много наблюдений. Ученые уже не могут больше позволить себе
уделять внимание наблюдениям, которые лежат за пределами их
области специализации. Немногие физики учат геологию, и немногие
геологи считают, что теория относительности или квантовая
механика имеют отношение к их профессиональной деятельности.
Данные, собираемые специалистами, интуитивно интерпретируются в
рамках догм без дедуктивного изучения следствий этих интуитивных
выводов. Из--за наблюдений у них остается слишком мало времени
для поиска физических объяснений. Таким образом, собирание марок
в науке сводится к схоластическому выведению следствий из аксиом,
только сегодня у нас новый набор аксиом или догм. Такого рода
собирание марок дает в результате плохую науку, и это слишком
распространено в геологии.
ЗНАНИЕ И ЛОГИКА
Когда я учился в аспирантуре, нашим героем был Джордж Гэйлорд
Симпсон (George Gaylord Simpson); мы зачитывались его "Темпами и
формами эволюции". Он задавал теологический вопрос о значении
эволюции. Что она дала нам и куда мы движемся? Он верил в
приобретение знаний: Бог создал живые существа и в результате
эволюции появился вид Homo sapiens. Эволюция цивилизаций имеет не
биологический, а интеллектуальный характер, и состоит в
накоплении знаний. Симпсон делал вывод, что в этом и состоит
окончательная цель эволюции человека.
Что такое знание? То, что я пишу сейчас, -- это знание.
Существуют два компонента в овладении этим знанием. Информация
вводится с помощью ударов по клавишам, затем информация
обрабатывается компьютером при помощи соответствующих
компьютерных программ, конечным продуктом является распечатка.
Конечно, удары по клавишам были неслучайными; их
последовательность является продуктом другой программы, которая
называется процесс мышления.
Наблюдения -- это форма знания, обработанная при помощи
человеческого интеллекта. Оптические сигналы поступают в
человеческий мозг и на выходе, после обработки сигналов дают нам
то знание, которое мы хотим получить. После этого наблюдения
называют "фактами", которые должны накапливаться и окончательно
обрабатываться вместе с другими "фактами" и вылиться в выводы --
"распечатку": независимо от того, являются ли они предположением,
домыслом, теорией или истиной в последней инстанции. "Распечатка"
-- это форма, в которой рукопись может быть направлена редактору.
Сегодня рукопись имеет больше шансов быть напечатанной, если она
содержит много "фактов". Предположения дозволены, но к
умозрительным заключениям относятся неодобрительно, а новая
теория, основанная на всей релевантной информации через
применение новых "программных средств", или новый способ анализа
научной проблемы имеют мало шансов быть принятыми. Собирание
"фактов" -- хороший пример коллекционирования марок. Выработка
новой теории -- это умозрительное заключение, устаревший способ
делать науку. Редакторы филателистических журналов бесполезны для
науки.
Даже когда в какой--нибудь области с избытком имеются наблюдения,
которые кажется не имеют значения, теоретикам, которые находят
смысл в наблюдениях, сделанных другими людьми, нет места в
геологии. Рукопись Morley по спродингу морского дна не была
принята из--за того, что автор сформулировал теорию на основе
чужих "фактов", его гипотеза не была воспринята как оригинальное
исследование, потому что он не сам "собирал марки". Теория Vine и
Matthews была сформулирована на основе такого же набора "фактов",
что и вдохновившие Morley, но к счастью, чтобы подкрепить свою
идею, им удалось собрать аналогичный набор "фактов" в другом
месте. Их рукопись была принята, поскольку они сами провели
оригинальное исследование, когда они собирали аналогичный набор
"марок". Исаак Ньютон мог бы повторить судьбу Morley, если бы
попытался опубликовать свои Principia сегодня. Рецензенты
сообщили бы редактору, что в рукописи Ньютона не содержится
личного вклада: астрономические наблюдения сделал Tycho Brahe,
обработал данные Кеплер, а автор предлагает только "умозрительные
заключения", которые нельзя "проверить эмпирически", он лишь
"размышляет" о существовании некоторой данности, называемой
гравитацией, которую он не наблюдал в действительности.
Благодаря Vine & Matthews и их теории спродинга морского дна,
подтвержденной результатами, полученными при работе над проектом
глубоководного бурения JOIDES, произошла "революция в науках о
Земле". Учебники, изданные в последние десятилетия, начинают
введение в науку о Земле с изложения теории плитной тектоники. В
ней есть спрэдинг морского дна, коллизия плит, горообразование,
выветривание и эрозия, седиментация, диагенезис и в некоторых
случаях деформация, метаморфизм и магматизм, и циклы повторяются
друг за другом. Студенты заучивают то, чему их учат, как дети,
повторяющие Библию в воскресных школах. В дальнейшем у них должна
быть специализация, чтобы каждый мог "коллекционировать марки" по
своей специальности. Петрологи изучают твердые породы.
Седиментологи изучают мягкие породы. Палеонтологи собирают
ископаемые остатки. Геохронологи датируют породы. Они выставляют
свои коллекции в научных журналах, как филателисты на своих
региональных, национальных и международных выставках. Их
"программы" были написаны только для переработки оптических
сигналов в "факты", а "факты" обрабатываются в соответствии с
аксиомами, или догмами, или "программами", имеющимися на рынке.
Они приобретают огромное количество знаний, которые хранятся в
монографиях, как марки в альбомах, однако, большая часть этих
знаний не соответствует нашему пониманию динамики Земли. У них
просто не остается времени на размышления.
Я могу проиллюстрировать эту проблему на примере недавней защиты
диссертации в одном американском университете. Диссертант изучал
седиментационные брекчии особого происхождения. Он обнаружил
значительные доказательства связи генезиса брекчии с ударом
метеорита, и пришел к выводу, что отложения сформировались в
результате цунами.
-- Вы когда--нибудь видели породы, образовавшиеся в результате
цунами?
-- Нет.
-- Вы когда--нибудь встречали в литературе описание таких
отложений?
-- Нет.
-- Как же Вы пришли к такому выводу?
-- Я прочел несколько статей, в которых описаны отложения в
результате цунами, вызванного падением метеорита К/Т.
-- Как авторы этих статей узнали, что эти отложения возникли в
результате движения воды при цунами?
-- Они пришли к такому выводу, поскольку после падения метеорита
K/T должно было начаться цунами.
-- Существуют ли другие отложения, связанные с метеоритным
ударом?
-- Я не знаю.
И вот меня и еще одного опытного геолога приглашают в экспедицию
в то место, где собирался материал для диссертации. Мы увидели,
что брекчии образовались не в результате цунами, а в результате
отложения мягких осадков, сдвигавшихся под действием гравитации
по наклонному склону от края по направлению к центру кратера,
образовавшегося от удара.
Мораль этой истории такова: студентов часто учат получать ответы,
пригодные для частных случаев; их ограниченные умы слишком заняты
вопросом, соответствует или нет определенное геологическое
доказательство постулату существующей в настоящее время
парадигмы. Получив положительный ответ, они не обрабатывают свои
данные при помощи своего собственного "программного" обеспечения
и делают выводы, не используя индуктивные и дедуктивные процедуры
научной логики. И этот случай не исключение. Отсутствие
аналитического мышления -- норма в нашей профессии.
Этот опыт наряду с многими прочими заставил меня обсудить с моими
коллегами необходимость реформы образования в области наук о
Земле. Нам больше не нужны коллекционеры фактов. Нам нужна такая
образовательная политика, которая позволит готовить ученых,
способных думать и хорошо справляться со своей работой.
РЕЛЕВАНТНОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ
Швейцарцы любят рассказывать анекдоты про умственно отсталых
людей. Мой любимый анекдот из этой серии -- про человека, который
ищет ключи на рыночной площади Базеля.
"Приближалась полночь, когда полицейский увидел дурака, который
прогуливался взад и вперед по рыночной площади. Через полчаса
полицейский спросил его, что он делает. Тот ответил: "Ищу ключ".
Полицейский присоединился к поискам. Они искали еще полчаса
вместе, но ничего не нашли. Потеряв терпение, полицейский спросил
дурака, не помнит ли он, где он мог потерять ключ.
-- Я потерял его там, в темной аллее; я слышал, как ключ ударился
о землю.
-- Так почему бы тебе не поискать его там?
-- Нет, там я не могу. Здесь--то есть фонарь, а там совсем
темно."
Мы готовим из наших студентов умственно отсталых людей. Студентов
обучают некоторым рутинным навыкам, сдаче экзаменов. Когда они
становятся профессиональными геологами, они делают то, чему их
учили или чему они научились. До сих пор во множестве случаев
последствия были катастрофическими!
Возьмем, например, случай, когда электрическая кампания
обратилась к геологу с вопросом, безопасно ли пролагать тоннель
через карбонатные толщи триасового возраста. Его никогда не учили
отвечать на такие вопросы, он знал только, что такое полевая
геология и как составлять геологический отчет. Через шесть
месяцев он представил отчет со множеством прекрасных карт и
разрезов, демонстрирующих, что тоннель надо прокладывать через
синклинально залегающие триасовые породы. Он не задал себе
вопроса о том, что тоннель, проходящий в синклинали водоупорные
водоносные слои, может быть затоплен. Когда тоннель проложили, он
действительно был затоплен, погибли трое рабочих. "Умственно
отсталый" геолог извинил себя тем, что его никогда не учили, что
такое может произойти.
Еще более роковой тупостью была трагедия в Вайонте. Группу
инженеров--геологов наняли для изучения оползания среднеюрского
известняка по консеквентивному склону к бассейну озера. Они
провели измерения и смогли предсказать, что блок известняка
отвалится и упадет в озеро. Это событие должно было произойти на
следующий день, но они даже не подумали предупредить кого--либо о
надвигающейся опасности. Назавтра их предсказание оправдалось,
глыба упала в озеро. Вода выплеснулась из озера, обрушилась в
узкое ущелье, потопив пять тысяч жителей деревни. Тупые геологи
повели себя как умственно отсталые: они думали, что их работа
состоит в том, чтобы писать монографии, описывая оползание
склона, а не оповестить людей о последствиях возможного откола.
Их начальнику следовало думать лучше, он покончил с собой, чтобы
искупить свою небрежность.
А вот история о том, как тупость японских геологов спасла
свободный и независимый мир. Мой учитель, профессор Хуань
Джикинь, рассказывал мне, что японцы на протяжении четырех
десятилетий вели нефтеразведку в Северном Китае. Они изучали
меловые отложения вокруг бассейна Сонгляо, и обнаружили
антиклиналь Дакинь. Отложения были неморского происхождения и
палеонтологи написали несколько монографий по стратиграфии
остракод. Полагая, что под центральной частью бассейна находятся
такие же аллювиальные и мелководные озерные отложения, они
заключили, что в Сонгляо не должно быть нефти, по их мнению,
здесь не было материнских слоев. По выражению профессора Хуань,
китайцы оказались "более гибкими". Они пришли в Сонгляо в 1959
г., пробурили 9 скважин, 6 из которых оказались нефтеносными.
Если бы японцы открыли эти месторождения нефти, им не пришлось бы
вторгаться в Юго-Восточную Азию ради нефти, и не было бы
нападения на Перл Харбор. Вместо этого, японские войска
промаршировали бы через Уральские горы навстречу войскам
фашистской Германии. Исход Второй мировой войны был бы иным, и
нам пришлось бы сейчас жить в условиях тоталитарных режимов
германского нацизма и японского милитаризма. Так несколько
умственно отсталых геологов спасли свободный мир.
Стали ли мы умнее сейчас? Наверное, нет. Американские специалисты
говорят китайским, что под бассейном Тарим нет нефтематеринских
слоев, поскольку они не обнаружили богатых органическим
материалом отложений на периферии бассейна, и китайцы верят
американцам. Не повторяют ли они ошибку японских геологов,
совершенную в 30--е гг. нашего века, когда они проигнорировали
неизбежность смены осадочных фаций?
Почему столь многие студенты становятся коллекционерами, а не
учеными? Почему некоторые из них ведут себя как умственно
отсталые? Это не их вина, причина заложена в нашей системе
образования. Теоретическое заключение о том, что вода из
водоносных горизонтов в условиях синклинали может затопить
тоннель, проложенный через водоупорные слои, было бы
предположением по поводу события, которое может произойти в
будущем, а геология -- это история прошлого. Предсказать, что
огромная глыба, обрушившись в озеро, вытеснит равное количество
воды, которая, ворвавшись в узкое ущелье, потопит 5000 человек
было бы домыслом по поводу события, которое может произойти в
будущем, а геология -- история прошлого. Сделать теоретическое
заключение о том, что под огромным бассейном, где на поверхность
выходят только мелководные отложения, находится глубоководное
месторождение, было бы предположением, а хороший геолог не делает
предположений. Студентов--геологов учат быть собирателями, их
учат собирать данные и стыковать их с "фактами". Есть специалисты
в области теоретической физики, теоретической химии и
теоретической биологии, но нигде не готовят геологов--
теоретиков.
ТЩЕТНОСТЬ ПОДГОТОВКИ
В начале своей карьеры я работал в одной нефтяной кампании, где
нам неустанно напоминали, что наличие наших рабочих мест напрямую
зависит от нашей полезности. Когда я был преподавателем, моим
"продуктом" были студенты, и я заботился о том, чтобы они были
востребованы обществом. Большинство моих бывших студентов
работают в институтах, фирмах или занимаются собственным
бизнесом.
Чему мы учим наших студентов? Я преподавал 30 лет в Швейцарском
федеральном технологическом институте, после этого я преподавал
еще в четырех институтах на трех континентах. Курсы лекций везде
одни и те же. Везде читают лекции по различным математическим,
физическим, химическим, а кое--где еще и биологическим
дисциплинам. Преподаются и геологические дисциплины, такие как
геология, минералогия, петрология, седиментология, структурная
геология, геофизика, геохимия, и в очень немногих университетах
палеонтология. Есть факультативы: изотопная геология, геология
четвертичного периода, курсы продвинутого типа по петрологии,
геохимии, структурной геологии, а также региональная тектоника,
инженерная геология, геология нефти, сейсмология, палеомагнетизм,
геохронология и т.д.
Я принимал участие в многочисленных заседаниях по поводу
реформирования учебного плана. Каждый преподаватель подчеркивал
важность именно своего предмета. Очень часто добавляли новые
требования, и очень редко упраздняли старые. Программа обучения
становилась все более и более перегруженной, и излюбленным
решением было увеличить de facto, если не de juro,
продолжительность обучения. Курс обучения и требования к
подготовке специалистов со степенью PhD определялись специальной
группой заинтересованных лиц, высокомерно полагающих, что они
знают, что лучше для студентов.
Один из величайших швейцарских геологов Albert Heim завершил
обучение за три года и стал профессором в возрасте 23 лет. Louis
Agassiz был еще более одаренным вундеркиндом; в 25 лет он стал
профессором в Нёшаталь и вскоре президентом Швейцарского общества
естественных наук, после того, как он потряс мир своей теорией
ледникового периода. Так было в 19--м веке. Сегодня швейцарским
студентам приходиться бороться как минимум четыре года за
получение диплома бакалавра и проводить пять лет в аспирантуре,
чтобы получить степень PhD. Исследование, проведенное
Национальной академией наук США, свидетельствует о том, что в
Северной Америке эта тенденция прогрессирует: на получение
диплома PhD в химии уходит 8 лет, рекорд -- 14 лет с момента
получения диплома бакалавра до получения степени PhD в социальных
науках! Это возмутительно. За исключением Великобритании, во
многих других странах редко люди, не достигшие 30 лет,
заканчивают университет.
Я всегда раздражал коллег своими вопросами: Действительно ли все
эти курсы необходимы? Неужели необходимо учиться в аспирантуре
так долго?
И часто слышал в ответ: мы должны подготовить студентов к их
будущей работе. У них должна быть физика. У них должна быть
физическая химия. У них должна быть линейная алгебра. Они должны
уметь отличить кварц от кальцита. Они должны знать разницу между
гранитом и базальтом. Они должны знать, как проводить
радиологическое датирование пород. Они должны... И аргументы
бесконечны, когда мы обсуждаем, что необходимо, а что нет.
Ключевым словом здесь является готовить. Как мы готовим? Является
ли существующая практика нагружать студентов курсовыми работами
правильным способом подготовки? Мой ответ на последний вопрос
резко отрицательный.
В студенческие годы я изучал твердые кристаллические породы. Я
углубленно изучал кристаллографию, минералогию, петрологию и
химию. Четыре года я провел за микроскопом. Я готовился
преподавать метаморфическую петрологию. Окончив обучение, я не
смог найти работу по специальности. Мне пришлось работать с
мягкими породами. И вот наконец меня считают седиментологом,
изотопным геохимиком, океанографом, микропалеонтологом или
геологом четвертичного периода, хотя я никогда не посещал лекций
по седиментологии, изотопной геохимии, океанографии,
микропалеонтологии или геологии четвертичного периода. Я был
специалистом в области петрографии, но в последние тридцать лет
на моем рабочем столе не было даже микроскопа, мне больше ни разу
не пришлось иметь с ним дела. Я подготовился к профессии, в
которой у меня не оказалось возможности применить свои силы, а к
тому, чем мне в действительности пришлось заниматься, я не был
подготовлен достаточно хорошо.
Я не думаю, что мой случай исключителен. Но сколькие из нас
подготовлены к своей будущей работе? Сколькие могут быть
подготовлены? А скольких следует к ней готовить?
Однажды еще молодым человеком я слушал в 50--е годы речь
президента кампании "Дюпон". Он рассказал, что продукция кампании
постоянно меняется; менее 5% продукции остается товарной и
ликвидной через 10 лет после разработки. Как можно надеяться
подготовить человека на всю жизнь при современных темпах развития
науки и техники? Одна из причин, почему я больше не использовал
микроскоп, состоит в том, что новые методы более соответствовали
моим целям. Мне потребовалось четыре года, чтобы накопить
достаточно опыта, чтобы с помощью микроскопа определить любой
минерал, оценить компоненты твердых растворов, и даже в некоторых
случаях содержание редких металлов в минерале. Сегодня нам уже не
нужен микроскоп для этих целей. У нас есть рентген--оборудование,
пламенные фотометры, эмиссионные спектрографы, электронные
микроскопы с адаптерами EDAX и т.д. и т.п. И вообще, современный
петрограф больше не смотрит в окуляр микроскопа. Он смотрит на
экран, и компьютерные распечатки дают ему всю необходимую
информацию.
Я готовился связать всю свою жизнь с петрологией. Если бы мне
удалось стать профессором петрологии, кто знает, может быть, меня
постигла бы та же участь, что и моего коллегу, профессора
геохимии из Цюриха, которому больше не разрешают преподавать
геохимию. Его трагедия состоит в том, что он готовился учить
студентов делать силикатный анализ расплавов пород в те времена,
когда геохимия была представлена, в основном, величинами Нигли. А
молодые преподаватели геохимии делают новые и замечательные вещи,
которые, возможно, останутся актуальными через десять--двадцать
лет.
Невозможно получить подготовку на всю жизнь, и нет альтернативы
продолжающемуся образованию. Не надо тратить 8, 10 или 15 лучших
лет жизни, чтобы изучать то, что устареет через 10--15 лет. Если
мы можем подготовить к деятельности только на ближайшие 10 лет,
мы должны сократить время подготовки в школах и университетах.
Может быть, студент должен ходить в университет только 3--4 года,
при условии, что он будет возвращаться туда раз в один--два года
на краткосрочные курсы в рамках непрерывного образования. В
швейцарской армии, которая является одной из самых консервативных
организаций мира, удивительно современная образовательная
политика: вместо двух--трех лет военной службы швейцарские
призывники проводят в лагере 15 недель, но каждый год
возвращаются туда на три недели для переподготовки.
Еще до ухода на пенсию я предлагал сократить сроки обучения
студентов. Мои коллеги отчаянно сопротивлялись: "Три года слишком
мало, чтобы уместить даже минимум необходимых курсов в
расписание". В этом случае ключевым словом является
"необходимый". Какие курсы окажутся в действительности
необходимыми? И кто решает вопрос о том, какие из них необходимы?
Когда я готовился к карьере в Китайской геологической службе,
среди необходимых курсов по геологии были годичные курсы по
геоморфологии, минералогии, петрологии, палеонтологии
беспозвоночных, добыче полезных ископаемых и полевой геологии,
двухгодичные курсы по исторической геологии, оптической
минералогии и структурной геологии, а также один семестр
диагностики методом нагревания в паяльной трубке. А каковы были
бы требования к подготовке специалиста в области седиментологии
-- изотопной геохимии -- океанографии -- микропалеонтологии --
геологии четверичного периода? Требования оказались бы
значительно шире, а реальная подготовка в моем случае была
гораздо меньше.
Какой прок от четырех лет, проведенных над микроскопом в
аспирантуре, для моей карьеры? Я уверен, что какой--то есть. А с
другой стороны, стоило ли их тратить таким образом?
Фундаментальный недостаток современной образовательной политики
заключается в предпосылке, что мы якобы должны приготовиться на
всю жизнь, посещая все необходимые курсы. Я осмелюсь
предположить, что для подготовки в области геологии не нужно
ничего, кроме одно--, двухгодичного теоретического курса по
наукам о Земле. Я не слишком радикален? Идея осуществима?
БЕСПОЛЕЗНОСТЬ ТРЕБОВАНИЙ
Идея осуществима, если принять иную перспективу процесса
обучения. Многие из нас пришли к пониманию, что наша
интеллектуальная деятельность (искусство, литература или наука)
получает свое выражение при помощи языков, которые принимают
форму музыки, рисунка, драмы, записанных слов, или физики, химии,
биологии и т.д. Науки -- это языки, а междисциплинарные
исследования -- попытка найти общий язык. Что же необходимо
делать, когда мы изучаем новый язык?
Моя сестра изучала английскую литературу. Она завершила свое
обучение через три года после получения диплома магистра. От нее
не требовалось изучить всю английскую литературу от Чосера и
Шекспира до Байрона, Шелли и Киттса, до Томаса Гарди, Лоуренса,
Джеймса Джойса и Карсон Маккалерс. Она не должна была за годы
университетского обучения изучить все эти великие поэтические,
прозаические и драматические произведения. От нее требовалось
только приобрести навык чтения литературы на иностранном языке.
Она не должна была прочитать все это за время обучения в
университете; все 50 лет после окончания университета она читает
прекрасные произведения великих авторов. Она продолжает учиться,
читая, на протяжении всей своей жизни.
Я учил своих студентов, что математика, физика, химия, биология,
геология и т.д. тоже своего рода языки. Литература, написанная на
этих языках, понятна только математикам, физикам, химикам,
биологам, геологам, и т.д., эти "иностранные языки" непонятны
тем, кто владеет лишь обыденным языком. Сегодня китаец не может
читать по--английски, если он не знаком с грамматикой или знает
слишком мало слов. Аналогично, люди, свободно говорящие на
обыденном языке, будь то англичане, немцы или китайцы, не могут
читать научные монографии или журнальные статьи по физике, химии,
биологии и геологии, написанные на их родном языке.
Необходимый минимум для образования -- приобрести способность и
навык чтения. Музыканты должны читать ноты, художники -- картины,
синологи -- китайские иероглифы, ученые должны читать научные
журналы. Минимальная подготовка, минимальная необходимость для
образования человека, специализирующегося в области наук о Земле
-- приобрести способность читать журнальные статьи по
геологической тематике. С развитием геологии статьи стали
писаться не только на "геологическом языке", текст научной статьи
может пестрить фразами на языке математики или физики, химии или
биологии. Для геологов, занимающихся преподаванием или научной
работой, эти тексты могут быть незаменимы и они должны научиться
читать не только "по--геологически", но и тексты, написанные на
языке математиков, физиков, химиков, биологов и т.д. А геологи,
ежедневные обязанности которых связаны с выбором места проходки
скважин, каротажем, геологической корреляцией погребенных слоев,
описанием стратиграфических разрезов, анализом химического и
изотопного состава, и т.д., нужно ли им приобретать навык чтения
на всех этих различных языках? Кроме того, никто никогда не учит
иностранные языки, если у него нет достаточной мотивации;
студенты не учатся читать математические, физические или
химические тексты, даже если они слушали соответствующие
обязательные курсы по математике, физике и химии на протяжении
одного или двух лет. Мы требуем, чтобы все студенты--геологи
изучали линейную алгебру, квантовую механику и физхимию. Я рискну
заявить, что немногие, если таковые вообще имеются, среди
десятков моих бывших студентов, включая тех, кто занимается
преподаванием или ведет научные исследования, могут читать
статьи, публикуемые в журнале Physical Review или Chemical
Abstracts, и большинство из них не стали бы менее хорошими
геологами, если бы они никогда не изучали эти дисциплины. Они
изучали их лишь для того, что выполнить требования, выдвигаемые
профессорами, которые и сами не в состоянии читать эти журналы, и
им редко приходится обращаться к статьям из этих журналов, если
вообще когда--то приходилось.
Я не выступаю за то, что мы должны готовить геологов, которые
вообще ничего не понимают в физике, химии или биологии. Напротив,
я хотел бы, чтобы каждый геолог, включая и тех, чьи ежедневные
обязанности связаны с выбором места проходки скважин, каротажем,
геологической корреляцией погребенных слоев, описанием
стратиграфических разрезов, анализом химического и изотопного
состава, и т.д., могли читать статьи в Physical Review или
Chemical Abstracts, если они этого захотят. Здесь ключевое слово
"добровольность".
John Ramsay, один из наиболее выдающихся геологов нашего
поколения, сообщил мне, что от него не требовали обязательного
прослушивания университетских курсов по физике, химии и биологии,
он прошел начальный курс и получил общие сведения по физике,
химии и биологии в британской средней школе. После поступления на
геологический факультет одного из британских университетов он
сделал попытку читать геологические журналы и понял, что
способность читать математические и физические тексты является
существенной для его профессии. У него был стимул углубить
знания, что он и сделал, хотя никто этого от него не требовал.
Его товарищи по университету не хотели приобретать навык чтения
на этих "иностранных языках", но многие из них тоже стали
неплохими геологами.
Когда я спросил моего приятеля--физика, почему Роберта
Оппенгеймера (Robert Oppenheimer) считали великим физиком, хотя
он и не получал Нобелевской премии, он мне ответил: Оппенгеймер
был настолько великим физиком, что мог принять участие в
дискуссиях во время физического семинара, независимо от
специализации выступавщего; обычно физик понимает несколько
"диалектов" небольшой части докладчиков. Оппенгеймер был великим
физиком потому, что он понимал многие "диалекты" языка физиков.
Было много других великих физиков, которые понимали мало
диалектов. Дело в том, что "иностранных языков" слишком много.
Способность читать на одном или нескольких "иностранных языках"
весьма полезна, но не является ни необходимым, ни достаточным
условием успеха. Если у человека нет интереса или способности
учиться эффективно использовать "иностранные языки",
образовательная система не должна оказывать принуждение через
систему требований.
Нет, не должно быть обязательных курсов. Кураторы должны
рекомендовать, но никогда не диктовать категорически.
НЕОБХОДИМОСТЬ ЛОГИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ
Профессиональная деятельность большинства моих бывших студентов
имеет практический характер. Им нужно найти сторону, виновную в
загрязнении питьевой воды нитратами. Им нужно найти место для
захоронения химических или ядерных отходов. Они должны говорить
электрическим кампаниям, где можно прокладывать туннели. Они
должны советовать строителям, где не надо строить. Они должны
говорить нефтяным кампаниям, где бурить скважины и т.д. и т.п.
Очень немногие стали преподавателями в университетах, и теперь
они должны учить студентов, большинство из которых будет работать
в институтах, фирмах или заниматься собственным бизнесом.
Как мы учим людей делать практические дела? Мы учим на практике.
С незапамятных времен есть традиция, что каждый ремесленник
начинает свою карьеру с подмастерья. Даже сегодня швейцарские и
немецкие тин--эйджеры поступают учениками к плотникам,
водопроводчикам, каменщикам, строителям, архитекторам,
фотографам, механикам, их принимают на стажировку в банки,
магазины, заводы и т.д. Они проходят обучение, выполняя работу.
Несколько лет тому назад наша программа непрерывного обучения
рассылала анкеты выпускникам с вопросом о том, не нужны ли им
краткосрочные курсы по изотопной геохимии, деформации пород,
гидрологии, стратиграфии и т.д. Их ответы удивили нас: им не
нужны никакие кратковременные курсы по всем этим замечательным
новым темам; им нужны курсы, которые научили бы выполнять их свою
работу лучше.
Подмастерье учится выполнять свою работу лучше, когда он
выполняет ее под наблюдением хозяина. Почему бы геологу--ученику
не обучаться выполнять его работу лучше под наблюдением
профессора?
Студент может хорошо изучить геологию, если дать ему задание
разработать какой--то проект, практический или теоретический. В
этом случае он научится большему, чем если бы он сидел в классе и
готовился к экзаменам. Студенты отделения естественных наук
Швейцарского федерального технологического института провели
реформу под названием POST (project--oriented study -- обучение в
работе над проектами). Если бы результаты POST не были так
потрясающе успешны, в этом не были бы повинны ни сама идея, ни
студенты. Виноваты были бы профессора. Те, которые были
недостаточно компетентны и не знали другого способа учить
студентов, как читать им лекции и принимать экзамены. И те,
которые были слишком заняты своими собственными исследованиями и
карьерными амбициями.
Например, изучение глобальных изменений климата -- достаточно
актуальная тема сегодня. Климатические изменения на территории
Швейцарии за последние 10 тысяч лет на основании анализа
карбонатных отложений швейцарских озер могут быть восстановлены с
использованием методов изотопной химии. Изучение этих данных
могло бы стать хорошим примером POST: приобретая навыки чтения в
различных областях, студенты, специализирующиеся в геологии,
могут принять участие в проекте изучения климатических изменений
и озерных отложений. Они должны будут ездить в поле за керном,
работать в лаборатории, чтобы получить седиментологические
данные, и в масс--спектрометрической лаборатории, чтобы получить
изотопные данные. Для получения и обработки образцов им придется
научится методикам отбора проб, чтобы обрабатывать данные; для
получения заключения им придется изучить принципы седиментологии,
стратиграфии, океанографии, изотопной геохимии, палео--
климатологии и т.д. Получая навыки работы с "языком" во время
лекций по основным курсам, они научатся читать и должны будут
научиться читать быстро, может быть, используя китайскую методику
быстрого чтения, охватывать взглядом страницу целиком, чтобы
понять, о чем идет речь.
При работе над проектом студенты, лаборанты и молодые
преподаватели станут лучшими учителями студента. Студенты могут
овладеть в совершенстве лабораторными методиками, работая день и
ночь на протяжении нескольких месяцев. Они узнают лабораторные
проблемы и их решения, обсуждая их за чашкой кофе, или попросив
помощи у сотрудников университета. Любимое выражение студентов:
"мы ничему не учимся у своих профессоров".
А ЧТО ЖЕ ДЕЛАТЬ ПРОФЕССОРАМ?
У них должны быть хорошие идеи для новых проектов, они должны
получать финансирование для приобретения оборудования и для
оплаты труда ассистентов и технического персонала. Они обучают
студентов на семинарах. Однако самый большой их вклад должен
состоять в том, что они будут обучать студентов логическому
мышлению.
В описанном мной случае защиты диссертации, диссертант сделал
примитивную логическую ошибку. Он установил, что:
А = Alamo Breccia, изучаемое осадочное образование,
B = Крупнообломочные отложения, связанные с метеоритным ударом,
С = Крупнообломочные отложения в результате цунами, вызванного
падением метеорита.
Рассуждая, что, если A=B и B=C, он заключил, что A=C, а именно,
Alamo Breccia -- крупное отложение осадочных пород в результате
цунами, вызванного падением метеорита. Изъян в его логике --
предположение о том, что B=C, поскольку так было написано в
геологической литературе. У студента обычно недостаточно опыта,
чтобы знать, что существуют другие логические альтернативы: B
может быть равно C, но B может быть равно также и D или E. Задача
студента состоит не в том, чтобы взять первый ответ B=C, а в том,
чтобы увидеть, что он может опровергнуть утверждения:
B=C
B=D
Так что единственный оставшийся ответ (B=E) является верным,
каким бы невероятным он не казался.
В случае с Alamo Breccia С -- отложения, образовавшиеся в
результате цунами, D -- крупнообломочные отложения импактитов, а
Е -- крупнообломочное отложение, образовавшееся в результате
сползания вниз по склону после удара. За два дня, проведенные на
месте, мы легко опровергли утверждения B=C и B=D. Единственным
оставшимся выводом было, что Alamo Breccia сформировалось в
результате гравитационного оползания при движении мелководных
шельфовых отложений, располагавшихся за пределами внешнего края
кратера, под действием гравитационной нестабильности по
направлению к центру кратера.
Самый трудный момент в процедуре логического анализа -- это
убеждение, что B может быть равно и только равно C, D или E.
Через несколько лет некий воображаемый геолог может исследовать
то же самое отложение и прийти к выводу, что B может быть равно и
только равно C, D, E, G или H. Он может найти доказательства,
чтобы опровергнуть все варианты, кроме B=H. В этом суть философии
Поппера: научная истина не может быть проверена, только
опровергнута. Человеческий разум ограничен, и всегда где--то есть
и H, хотя современное поколение геологов полагает, что ответ С=Е.
Один из серьезнейших недостатков геологического образования --
то, что мы учим студентов составлять суждения на основе
интуитивного восприятия того, что более вероятно, а не применять
критерий Поппера.
Если геология -- наука, геологические суждения могут быть
опровергнуты, и геологи не должны продолжать придерживаться
интуитивного, предвзятого мнения после того, как оно было
опровергнуто. Недавно я был шокирован заявлением одного
известного геолога о том, что он верил в теорию плитной
тектоники, но не верил в конвекционные потоки, полагая, что
движение плит было обусловлено приливами Солнца и Луны.
Если использовано слово "верить", значит он воспринимает геологию
как религию. Люди верят в Христа не из--за возможности
опровержения существования Будды. Люди верят в Христа потому, что
они были воспитаны в христианской вере.
Вопрос о наличии или отсутствии конвекции в земной мантии -- не
вопрос веры, а физическая проблема. Нельзя сказать "я верю" или
"не верю" в турбулентные потоки, поскольку турбулентность -- это
физическое явление, которое возникает при превышении критического
числа Рэйнольдса. Нельзя сказать "я верю" или "не верю" в
конвекцию мантии, поскольку конвекция мантии это физическое
явление, которое возникает при превышении критического числа
Рэлея.
Если геология когда--нибудь будет наукой, а не
коллекционированием марок, должна быть теоретическая геология.
Теория состоит из вынуждающих функций или неизбежных следствий:
когда А имеет некие свойства, должно быть и В. Если имеется В,
должно быть следствие С... Геологическая наука должна
преподаваться как последовательность неизбежных событий. Когда
число Рэлея в мантии превышает критическую величину, происходит
конвекция мантии. При конвекции мантии спрэдинг морского дна
неизбежен. С расширением морского дна путем спрэдинга неизбежна
субдукция океанической плиты. При субдукции океанической плиты
неизбежно общее поглощение океанической плиты. При общем
поглощении неизбежна коллизия континентов. При коллизии неизбежен
орогенезис. При орогенезисе неизбежно увеличение топографического
рельефа. При увеличении топографического рельефа неизбежны
выветривание и эрозия. При выветривании и эрозии неизбежна
седиментация и т.д. и т.д. Наука может предсказывать, и
неизбежность -- это предсказуемый результат. И сегодня, двести
лет спустя после Джеймса Хаттона (James Hutton) я думаю, что
геологическое образование должно быть реформировано. Геология --
это не только случайные наблюдения и предложение интуитивных
объяснений для каждого конкретного случая. Геология -- наука.
Геологию все еще преподают как эпизодическую науку в средних
школах, но теоретическая геология должна быть первым
университетским курсом, читаемым будущим специалистам в области
геологии.
РЕАЛЬНАЯ ЖИЗНЬ
После выхода на пенсию в 1994 г. я три года работал приглашенным
профессором в Азии, Европе и Америке, потому я имею полное
представление о современном состоянии преподавания и научных
исследований в области наук о Земле. Я наблюдал застой в науке,
особенно в науках о Земле. Все больше и больше денег
затрачивается все с меньшей отдачей. Истэблишмент наук о Земле не
видит необходимости в революционных переменах. Выдающиеся ученые
в этой области живут каждый в своей башне из слоновой кости,
озабоченные индексом цитирования и занятые борьбой за премии и
призы: многие из них не осознают тривиальность своих усилий.
Во время визита в США в начале этого года я посетил своих старых
приятелей, которые уже далеко перешагнули пенсионный возраст, но
эти семидесятилетние отказываются выходить на пенсию. Почему они
хотят остаться?
Нет, причина не в финансовых обстоятельствах, утверждают они: им
было бы лучше, если бы они выбрали пенсию. Они остаются потому,
что считают необходимым защищать свою область специализации. Если
они уйдут, их профессорские ставки могут забрать с отделения наук
о Земле и передать на какой--нибудь другой факультет, например,
информатики или биотехнологий.
Мои друзья не видят, что они защищают проигранное дело. Два--три
десятилетия тому назад они, ныне признанные специалисты в области
наук о Земле, возглавляющие кафедры в известных университетах,
были "первопроходчиками" на передовых рубежах наук о Земле, и они
не могут признать, что их область специализации становится все
более бесполезной. Они разочарованы. Их заявки на гранты в
Национальный научный фонд отклоняются. У них всего несколько
студентов, которые задерживаются на протяжении многих лет, так
как они не могут найти работу по специальности после получения
докторской степени. Привязанность моих друзей к геологии
сентиментальна, а не рациональна.
Я преподавал в школе горных дел в Колорадо, которая никогда не
входила в пятерку лучших в США. В ее штате никогда не числились
ни члены Национальной академии наук США, ни обладатели престижных
геологических премий. Однако атмосфера, царившая там, произвела
на меня большое впечатление. Вместо уныния, которое я встретил в
старейших университетах новой Англии и калифорнийских институтах,
эта школа процветала. В то время как число профессоров в
элитарных университетах превышает набор первокурсников, в эту
школу на геологию, геофизику и технологию нефти ежегодно
поступает более 100 человек. Важно, что каждый студент получит
2--3 предложения о приеме на работу после получения диплома
бакалавра: им не приходится поступать в аспирантуру, чтобы
обеспечить себе минимальное содержание. Откуда такая разница?
Ответ прост. Студентами становятся, чтобы подготовиться к
профессиональной карьере. Известные институты предоставляют
возможность для преподавания и исследований, и эти возможности
расширялись экспоненциально в 60-- 70--е гг. во время
взрывоподобного расширения университетов из--за послевоенного
бума рождаемости. Сейчас ситуация изменилась. Пик рождаемости
позади. Преподавательские и научные ставки скудны, в то же время
PhD стали "цениться дешево", так что на каждую штатную должность
в области наук о Земле в американских университетах обычно бывает
свыше 100--200 претендентов. Большинство из них будут
разочарованы. Некоторые найдут работу в промышленности, другим
придется сменить профессию.
Знание теоретических дисциплин может быть применено во многих
случаях. У физики много приложений: статика применима в
строительстве, механика в инженерной механике, гидравлика в
гидротехнике, электричество в электротехнике и т.д. У химии много
приложений, и на химико--технологических факультетах американских
университетов больше студентов, чем на химических. У биологии
много приложений, и биотехнология одна из наиболее релевантных
научных дисциплин в современном обществе. У теоретической
геологии также много приложений, но очень в немногих
университетах есть факультет инженерной геологии. Профессора,
обитающие в башнях, сложенных из слоновой кости, смотрят свысока
на прикладные науки, ни в одной из элитных школ нет отделений
горного и нефтепромыслового дела. Именно образование,
ориентированное на будущую профессию, является причиной
процветания школы горного дела в Колорадо. Дальнейшим следствием
пренебрежения важностью инженерной геологии оказывается то, что
лучшие умы поступают в именитые университеты с тем, чтобы позднее
принять участие в бесполезной деятельности в этих башнях из
слоновой кости, в то время как общество тщетно взывает о помощи в
решении насущных проблем.
Мы все знаем, что за последние полвека в науках о Земле произошли
большие изменения. Когда я учился в аспирантуре в конце 40--х --
начале 50--х гг., была насущной необходимость разведки полезных
ископаемых, таких металлов, как уран, золото, медь и т.д., и
углеводородов, как нефть и природный газ. Промышленности была
нужна новая геология для разведки полезных ископаемых. Хорошая
геология обеспечивала хорошую разведку. В 1970--80--е гг. хорошая
геология стала банальностью, промышленности надо было больше:
инновационные геофизические методы были крайне важны для разведки
ископаемых. Хорошая геофизика обеспечила хорошую разведку, но 20
лет спустя хорошая геофизика больше уже не является гарантом
успеха. Полвека спустя все еще есть потребность в природных
ресурсах, таких металлах, как уран, золото, медь и т.д., и
углеводородов, как нефть и природный газ. Но уже нет такой
большой потребности в разведке: мы уже открыли больше, чем нам
надо на ближайшие пятьдесят лет. Что нам сейчас нужно, так это
более совершенные, более экономичные методы эксплуатации, чтобы
добывать природные ресурсы, которые мы уже открыли.
После выхода на пенсию для выполнения задания Министерства
химической промышленности Китая для извлечения металлов из
соляных растворов соленых озер я начал работы по технологии
горного дела и нефти.
Пытаясь содействовать промышленному внедрению своих патентов, я
сделал следующие наблюдения. Просмотрев сотни, если не тысячи
патентов по горному делу и технологии нефтедобычи, опубликованные
за последние 20 лет (чтобы установить новизну изобретений), я не
встретил не одного патентовладельца с университетским адресом.
Большинство из патентов (если не все) были незначительными
усовершенствованиями существующих методов, разработанными в
промышленности. Ни один из известных мне университетов не
предлагает курс по инновационным подходам к технологии горного
дела или нефтедобычи, а специалисты--геологи в промышленности
известны своим консервативным складом мышления. Инженеры--
геологи или инженеры--нефтяники, работающие в промышленности,
прошли курсы подготовки, предлагаемые кампаниями. Да, были
изобретения, и люди, работающие в отраслевой науке действительно
создали тысячи патентов в области технологии нефтедобычи и
горного дела. Однако эти изобретения позволяют только урезать
расходы и увеличить эффективность, это усовершенствования, а не
революционные открытия.
Работая над промышленными приложениями геологии, я выявил
следующие области, которые представляют интерес для
промышленности:
1. Извлечение металлов из рассолов или морской воды.
2. Эксплуатация на месте металлов из подземных формаций
(подземное выщелачивание).
3. Усовершенствованные методы получения углеводородов из
истощенных нефтяных месторождений, угля, лигнита, каменноугольных
сланцев, нефтеносных песков и т.д.
4. Прямое восстановление (посредством сжигания на месте)
термальной энергии из подземных формаций.
Если геологические факультеты наших университетов научат
студентов применять теоретическую геологию к инженерной геологии,
это может привести к революции и вызвать ренессанс геологического
образования.
Kenneth J. Hsu.
Episodes, Vol. 20, No. 3.
September 1997.
Перевод С. Князевой специально для "НВС".
стр.
|
