Упрощения и аналогии

Что и докуда упрощать

Невозможно объяснить технически сложный вопрос кратко, просто и абсолютно корректно — иначе этот вопрос был бы не таким уж и сложным. Как минимум чем-то одним придется пожертвовать. Например, краткостью: расписать один вопрос современной физики достаточно простым языком на целую книгу. Ричард Фейнман в своей брошюрке «КЭД — странная теория света и вещества» фактически рассказал школьникам, как рассчитывать явления в рамках квантовой электродинамики. Или можно написать синопсис — краткое, аккуратное изложение задач и основных результатов научной работы; его поймут специалисты в смежных темах, но не широкая публика. Но если вы хотите в рамках научно-популярной новости ограниченного объема осветить достаточно сложное явление, вам придется использовать упрощения. И вот здесь начинается самое интересное.

Упрощать придется. Но это не значит, что упрощать следует абсолютно любое утверждение и что упрощать можно как угодно. У вас есть широкая свобода действий, и качество результата будет зависеть от вашего выбора того, что и насколько вы упрощаете, от взвешенного подбора слов.

Дискуссии среди научных коммуникаторов вокруг того, надо ли и возможно ли упрощать точные формулировки научных исследований для широкой публики, вспыхивают регулярно. В них часто встречается мнение, что ученые фыркают от любой попытки упрощения. Давайте я скажу «за всю науку». В большинстве случаев они фыркают не от самого факта упрощения, а от того, что сквозь призму этого упрощения просвечивает полная некомпетентность автора новости. Из самих формулировок становится видно, что автор не разбирается в теме, что он наспех почитал материалы и как-то скомпоновал текст, переписав своими словами то, что где-то прочитал в уже упрощенном виде. Именно из-за того, что не разобравшийся в теме автор не чувствует, что можно упрощать и до какой степени, появляются формулировки, которые ужасают специалиста.

Поэтому еще раз скажу: упрощать придется, но надо четко понимать, что и как.

Главная цель упрощения — добиться того, чтобы читатель понял как минимум само утверждение; это та первая ступенька в лестнице понимания, про которую мы говорили в начале. Я исхожу из того, что вы как автор, разбирающийся в предмете, полностью понимаете суть утверждения, которое хотите донести до читателя. Вы берете исходную длинную и сложную точную формулировку и выделяете ключевой момент; убираете все второстепенное, оставляете минимум необходимого. Затем вы ищете синонимы, способные передать примерно те же понятия, но менее техническим языком. Смотрите на получившийся результат, причесываете его так, чтобы читался плавно и чтобы явно проступала главная идея.

Скорее всего, у вас получится более размытое и заметно менее четкое и конкретное утверждение, чем было в исходной, технически корректной формулировке. Нечеткость, размытость — это терпимо, это меньшее из зол. Размытое утверждение — как минимум не обман. Оно, конечно, не добавляет ясности человеку, который уже разбирается в теме, но оно вызывает хоть какой-то визуальный образ у человека, который слышит про это впервые и вообще не знаком ни с терминологией, ни с сопутствующими явлениями. Ну, а для специалиста можно добавить пару-тройку слов, чтобы, в духе новости как акварели, передать информацию и ему.

Насколько близким будет этот образ к реальности и насколько четко читатель-новичок поймет ограниченность этого образа, зависит от вас, от вашего подбора слов. Если вы, перечитывая упрощенную формулировку, понимаете, что у новичка этот образ все равно будет совершенно мутным, «ни о чем», значит, вам надо искать другие слова. Если вы все сформулировали настолько простыми словами, что исходное сложное утверждение звучит элементарно — это тоже опасный симптом. Ведь новичок, которому пообещали рассказать о какой-то крутой нетривиальной идее, а в результате сообщили нечто банальное, либо не будет вам верить, либо — что еще хуже — ухмыльнется и скажет: «И ради этой банальщины высоколобые ученые городили огород? Н-да, лучше бы нормальным делом занялись».

Если вы уверяете читателя, что мысль была нетривиальной для самих ученых, объясните, почему до нее никто не додумался раньше. Если предложенное описание обходит молчанием множество подводных камней, упомяните их (заодно и специалист увидит, что речь идет про сложное явление, вы его понимаете, просто подобрали такую формулировку для новичка). Если ваше объяснение имеет ограниченную область применения — дайте об этом знать, чтобы у читателя не возникло чересчур самоуверенного отношения, будто сейчас он в этой теме стал разбираться и готов учить других.

Отдельный комментарий для авторов-специалистов, которым боязно подбирать слишком размытые, недостаточно точные синонимы, которые разрываются между требованием редактора упростить и собственным императивом быть точным. Вспомните, как выглядит акварельный рисунок вблизи и издали. Поднеся рисунок к носу, рассматривая каждую мелкую деталь, вы увидите пятна и разводы странной формы, порой совсем непохожие на то, что должно быть изображено. Но когда вы смотрите на картину целиком, вы в своем воображении добавляете источник света, перспективу, тени — и вдруг воспринимаете весь этот узор из пятен органично. Вот примерно то же надо передать новичку: не прорисовывать в духе гиперреализма каждый листик, не давать длинное исчерпывающее объяснение каждому термину, а точным подбором слов вызвать у читателя некий образ, который создаст в целом правильное восприятие сути явления. Пусть он не сможет разглядеть детали, пусть у него не получится пояснить это другу, но если он почувствовал, что важно, а что — нет, что сложно, что — просто, то на этой основе можно строить новость дальше.

Так что не стесняйтесь вызывать образы у читателя-новичка, для него это одна из редких возможностей почувствовать научное исследование.

Наконец, есть вещи, которые не получится упростить до уровня широкой публики в границах одной новости — уж слишком много предварительной информации придется сообщить. В этом случае ничего не попишешь, не удается — так не удается. Упростите до какого-то предела и оставьте. Если это вспомогательный момент, читатель-новичок его не поймет и будет скользить дальше по тексту. Покуда таких мест мало, его это сильно не расстроит. Продвинутый любитель или специалист оценит текст и примет его к сведению. А может быть, некоторые вещи и не надо пытаться объяснять: вы только вставляете слово-намек для экспертов, молчаливо сообщая, что это вопрос для самостоятельного изучения или для обсуждения в комментариях.

Аналогии

Еще один способ помочь читателю реконструировать в своей голове сложное явление — провести аналогию с чем-то понятным, повседневным. Это как бы «безопасная версия» упрощения: вы не утверждаете, что обсуждаемый в новости эффект вот такой простой, вы лишь говорите, что он в чем-то напоминает всем понятное простое явление.

Аналогиями нужно пользоваться умело. Две важные характеристики аналогии — это уместность и глубина. Проводя аналогию, вы должны четко понимать, для чего вы это делаете, каков будет отклик у читателей из разных групп. Основная задача аналогии — все то же создание образа у читателя-новичка, для которого сухая формулировка сложна и не вызывает нужного отклика. Она особенно уместна в том случае, если вы хотите пояснить не один-единственный термин, а некоторую сложную конструкцию: объект и его действие, два объекта и их взаимосвязь. Эта конструкция переводится в житейскую плоскость — и тогда читатель уже моментально воспринимает и связи, и действия. Без аналогии читателю пришлось бы отдельно осознавать объект, отдельно его действие, отдельно — результат действия и потом связывать все друг с другом. А через аналогию он сразу ощущает все эти связи. Это ощущение узнавания и легкости настраивает его на позитивный лад, и он читает дальше, чувствуя себя в новой ситуации чуть более комфортно.

Выше уже встречался пример, который не грех повторить:

На вход ячейки поступают сразу три «участника процесса»: короткий лазерный импульс, длинный протонный сгусток-драйвер и электроны, которые требуется ускорить. То, что с ними происходит дальше, напоминает слаженный танец элементарных частиц.

И дальше снова идут технические подробности про взаимодействие сгустков друг с другом. Параллель с танцем здесь дана именно для того, чтобы дать возможность читателю-новичку перевести дух, вообразить себе некую динамику, в которую затем будут помещены все физические объекты.

Еще один пример в том же стиле:

Но пульсар — нейтронная звезда. Нейтронная звезда отличается от обычной звезды, как демократия от суверенной демократии. Мы хотим открывать планеты у нормальных звезд, похожих на Солнце.

Смысл текста не изменился бы, если бы автор ограничился констатацией: «Но пульсар — нейтронная звезда, а мы хотим открывать планеты у нормальных звезд, похожих на Солнце». Но дополнительная перчинка заставила читателя ухмыльнуться, дала ему маленькую передышку, сделала текст чуть менее техническим.

Аналогии необязательно должны привязывать физику к чему-то совсем постороннему. Сложное явление можно проиллюстрировать другим, более простым и знакомым. Вот пример из физики элементарных частиц:

…Частица частице тоже рознь. Обнаружение хиггсовского бозона было действительно открытием совершенно нового сорта материи. А частица Z (4430) — это лишь один из нескольких сотен адронов, частиц, состоящих из кварков. Да, это адрон с необычными свойствами, который кое-что рассказывает физикам о том, как кварки взаимодействуют друг с другом. Но эта частица все равно состоит из тех же самых кварков, что были известны раньше. Немножко утрируя, можно сравнить эту работу с синтезом нового химического соединения, составленного из известных уже атомов. Согласитесь, это куда менее впечатляюще, чем открытие какого-нибудь нового стабильного химического элемента!

А вот другой пример, предлагающий визуальный образ того, что одни варианты распада элементарных частиц идут быстро, а другие — медленно:

Для наглядности можно провести аналогию с водопроводным краном — аналогию не физическую, конечно, а просто образную. Сильное взаимодействие — это как бы полностью открытый кран, из которого мощным потоком течет вода. Электромагнитное взаимодействие — это как почти закрытый кран, из которого вода вытекает тонкой струйкой. Слабые взаимодействия — это словно полностью закрытый кран, в котором, однако, есть крошечные дефекты, и благодаря им вода исключительно медленно, по капельке в час, просачивается. Во всех этих примерах вытекающая вода — это как бы исходная частица, постепенно превращающаяся в продукты распада. Вода хлещет из открытого крана — распад произошел очень быстро; вода еле просачивается — распад идет очень медленно.

С аналогиями связана та же опасность, что и с чрезмерным упрощением. Если читатель-новичок проникается аналогией, радуется ее доступности и наглядности, его подмывает развивать ее дальше самостоятельно, достраивать ее и делать отсюда выводы, которые автор новости и не имел в виду. Такая самостоятельная игра в аналогию чревата тем, что некритически настроенный читатель может переоценить ее точность и решить, что с ее помощью можно всерьез рассуждать об исходном сложном явлении. Поэтому, проводя аналогию, желательно четко очертить пределы ее применимости. Скажем, если в новости про квантово-запутанные частицы вы рискнете привести очень популярную аналогию с парой носков или перчаток в двух закрытых коробках, разнесенных на очень большое расстояние, то надо обязательно оговориться (а лучше пояснить), что такого рода классические корреляции — далеко не то же самое, что квантовая запутанность. Иначе читатель может пребывать в полной уверенности, будто он понял, что представляет собой квантовая запутанность в реальности. К слову, одна из онлайн-лекций Российского квантового центра так и называется: «Квантовая запутанность: это не про носки».

Житейские аналогии хороши на начальном уровне, когда читателю надо подняться на первую-вторую ступеньку понимания. Начиная с некоторого уровня владения материалом они уже становятся неуместными и вызывают раздражение («Вы что, держите меня за идиота?»). Если ваша целевая аудитория вполне понимает спокойное, неторопливое объяснение, то упрощающие аналогии тут не нужны. Зато куда больше пользы будет, если вы найдете настоящую научную аналогию, которая реально чему-то научит читателя, покажет ему обсуждаемую систему с разных точек зрения.

Например, колебания тока в RLC-контуре — электросхеме со впаянными конденсаторами, индуктивностями и сопротивлениями — один в один соответствуют малым механическим колебаниям в обычном маятнике. Это не визуальная, а настоящая физическая аналогия. В обоих случаях колеблющаяся величина (заряд на конденсаторе или отклонение маятника) подчиняется одному и тому же закону. Поэтому в RLC-контуре можно ввести аналогии и потенциальной, и кинетической энергии и выработать интуицию, представляя себе маятник. Студент-физик это проходит в университете, но неспециалист, возможно, про эту связь никогда не слышал. Поэтому, если в вашей электротехнической новости встречаются такие колебания, будет очень полезно эту аналогию провести.

Поиск таких обогащающих текст аналогий, конечно, во многом опирается на ваше знание темы и опыт преподавания. Но и исходная научная статья может вам кое-что подсказать. Не пренебрегайте этой возможностью. Хорошо прописанная научная аналогия — большой плюс для вашей новости.

У аналогии есть и второй параметр — глубина. Поверхностная аналогия — это когда вы проводите параллель, опираясь только на сходство между двумя ситуациями в какой-то одной характеристике. Вы потрудились, описали аналогию с ограниченной областью применения, читатель ее понял — и все, больше вы к ней не возвращаетесь, да и нигде больше эта аналогия не сработает. Глубокая аналогия — это когда в обеих ситуациях имеется сразу несколько закономерностей, элементов поведения, явлений, которые есть с чем сопоставить. К глубокой аналогии вы будете обращаться неоднократно, да и сам читатель попробует с ней поиграть, раз вы ему разрешаете.

Например, приведенная выше аналогия между распадами элементарных частиц и водопроводным краном — вовсе не одноходовка, эту параллель можно развивать и дальше:

Возвращаясь снова к нашей водопроводной аналогии, энерговыделение здесь соответствует напору воды в кране: при одинаковых условиях кран под большим напором будет пропускать больше воды — то есть по аналогии распад произойдет быстрее.

Параллель между RLC-контуром и маятником — еще более глубокая, поскольку она базируется на одинаковых математических законах. Но глубокие аналогии необязательно должны быть такими серьезными. Знаменитый пример простой, но достаточно глубокой аналогии — это объяснение хиггсовского механизма через поведение людей на званом вечере.

Представьте себе зал, равномерно заполненный болтающими друг с другом людьми, пришедшими на вечеринку. Неожиданно в комнату входит какой-то известный человек, и вокруг него образуется повышенная концентрация людей, желающих с ним пообщаться. При его движении по комнате плотная группа людей перемещается вместе с ним. Это выглядит так, словно у перемещающегося объекта — знаменитости — появилась дополнительная масса из-за взаимодействия с «человеческим фоном». Это есть аналогия массы, которую приобретает частица, движущаяся сквозь хиггсовское поле. Чем более известен человек, тем сильнее его взаимодействие с человеческим фоном и тем большую сложность он испытывает при перемещении по залу. Это аналог пропорциональности массы частицы взаимодействию с полем.

А теперь представьте, что вместо знаменитости в дверях появился один из гостей и рассказал ближайшим собеседникам какой-то поразительный слух. Они стали передавать его дальше, в глубь комнаты, и в результате возникла перемещающаяся по комнате «волна» — слух, передающийся по цепочке и притягивающий к себе соседей. Это аналог бозона Хиггса, собственного возмущения поля Хиггса.

Эта аналогия подкупает тем, что в рамках одной жизненной ситуации проиллюстрировано сразу несколько реальных физических эффектов: однородное поле Хиггса, возникновение массы у частиц, пропорциональность массы величине связи с полем и отсутствие массы у частиц, поля не чувствующих, возбуждение самого поля без других частиц и его инертность. При желании можно в рамках той же аналогии рассказать и про статические решения поля вблизи дефектов (толпа сгущается вокруг стола с напитками), про ситуации с несколькими разными хиггсовскими полями (разные категории гостей, для которых разные люди считаются знаменитыми) и так далее.

Но обратите внимание: несмотря на глубину, эта аналогия остается житейской. Делать на ее основании какие-либо выводы о свойствах настоящего бозона Хиггса нельзя. Она призвана только дать почувствовать суть эффекта человеку, который настолько далек от физики, что плохо воспринимает другие, более физические, более точные аналогии. Это аналогия начального уровня, и использовать ее для подкованной в коллайдерных делах аудитории уже неуместно.

Другой хороший пример глубокой аналогии приводит Сергей Попов в своей книге «Все формулы мира». Убеждая скептически настроенного читателя, зачем нужны такие сложные формулы, зачем мы вообще прибегаем к вычурному математическому описанию природных явлений, он сравнивает формулы и математическое описание с нитями, тканями, одеждой. Аналогия используется неоднократно и подкупает тем, что ее можно дальше развивать самостоятельно.

Наконец, существуют аналогии настолько глубокие, что их разработка, нащупывание пределов их применимости сами по себе составляют предмет научного исследования. Одна богатая тема здесь — поиски и изучение лабораторных аналогов черных дыр и других эффектов сильной гравитации. Поскольку эта аналогия — уже не вспомогательный прием, а центральный объект, ее, конечно, необходимо описать обстоятельно. Но также обстоятельно должны быть упомянуты и ограничения ее применимости. Например, в новости про аналог излучения Хокинга в лабораторных экспериментах с бозе-эйнштейновским конденсатом в заключительном ее разделе я написал:

Во-первых, снова подчеркнем, что, несмотря на общую схожесть, распространение колебаний в движущемся конденсате и распространение фотонов в изменяющемся сильном гравитационном поле — это разные физические системы. Это аналогия между явлениями, и, как всякая аналогия, она имеет ограниченную применимость.

А дальше шел список подробно разъясненных различий между настоящей черной дырой и ее лабораторным аналогом.