Текст книги "Личности в истории"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 22 (всего у книги 48 страниц)

Нильс Бор. Физик и философ
Алексей Чуличков

Начиная работу над этой статьей, я вспомнил время, когда мы, ученики средней физико-математической школы, услышали об эпохе создания современной физики, о бурных дискуссиях Сольвеевских конгрессов, о борьбе идей, в которой рождалась новая картина мира. Имена творцов науки ХХ века: Планка, Эйнштейна, Бора, Гейзенберга, Шредингера, Паули – звучали как призыв к дерзаниям. Мы преклонялись перед великими и мечтали вслед за ними устремиться на поиски порядка и закона в хаосе экспериментальных данных.

Несовершенные фотографии первой половины ХХ века, даже в сочетании с полиграфией популярных изданий, все же донесли до нас образ физика-мыслителя со спокойным большим, немного вытянутым, «лошадиным» лицом, с умными, все понимающими глазами. Нильс Бор действительно был философом, который искал ответы на вечные вопросы бытия, изучая явления окружающего нас физического мира.

Нильс Бор

Его интерес к философии закладывался с самого детства. Нильс и его брат Харальд, известный математик, выросли в семье профессора Копенгагенского университета, члена Датской академии наук, физиолога Кристиана Бора. Особый дух этой семьи создавал как раз отец и его друзья, в первую очередь философ Харальд Хеффдинг. У них Нильс учился вгрызаться в суть вещей, искать то, что прячется за внешними формами. Еще будучи студентом Копенгагенского университета, Нильс со своими приятелями, тоже слушателями семинара Хеффдинга, создал философский клуб под названием «Эклиптика». Среди его членов были физик, математик, юрист, психолог, историк, энтомолог, лингвист, искусствовед… Отличие научных языков и подходов не было помехой для юношей, искавших ответы на вопросы о соотношении Провидения и свободы воли, о познаваемости мира. По свидетельству Леона Розенфельда, друга и биографа Бора, Нильсу «было около 16 лет, когда он отверг духовные притязания религии и его глубоко захватили раздумья над природой нашего мышления и языка». Эти вопросы не оставляли ученого всю жизнь.

А его жизнь, конечно, была посвящена физике. Но не той физике, которая останавливается на формальной констатации факта или математической записи соотношения между физическими величинами. Его всегда занимала причина, внутренний механизм, «то, как устроен мир на самом деле», а не то, как его можно правдоподобно описать. Его главные успехи в отыскании связи между фактами, которые до него никто не связывал: он видел общее в торможении частиц в среде и в ослаблении света; в величине заряда ядра атома и периодичности свойств химических элементов таблицы Менделеева. Эти очевидные для сегодняшних студентов-физиков положения в начале ХХ века были отнюдь не очевидными, и для их подтверждения требовался тщательный анализ множества фактов. Ранние работы Бора легли в основу метода, которым физика живет и по сей день, – когда гипотеза, выдвинутая для объяснения каждого известного факта, исследуется, проверяется, нет ли в ней противоречий, и логическая стройность возникающей теории является главным критерием ее истинности, какой бы странной она при этом ни казалась.

Так же создавалась и планетарная модель атома. Казалось бы, как замечательно и красиво! Подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца, электроны в атоме Бора вращаются вокруг ядра, – кто будет возражать против такого? Да еще после опытов Резерфорда по рассеянию альфа-частиц на ядрах золота, показавших, что материя в основном сосредоточена в компактных ядрах, расположенных на значительных расстояниях одно от другого. Однако возникает противоречие с классической теорией излучения: вращающийся по орбите электрон должен излучать электромагнитную волну и, следовательно, терять энергию, а в результате – «упасть» на ядро. Решение на первый взгляд просто: надо «запретить» электрону излучать при движении по орбите. Но это и есть революция естествознания: признание того, что законы микроуровня отличаются от законов мира больших масштабов! В этом нужно убеждать, а значит, подбирать доказательства из опытов по электричеству, магнетизму, спектроскопии и так далее, нужно также пояснить, где простирается граница между микро– и макромирами и как законы микромира перетекают в классические законы.

Бор это делает, но не просто строит физическую теорию, он получает философский принцип – Принцип Соответствия: «новая» теория должна сопрягаться со «старой», и это сопряжение должно быть досконально прослежено шаг за шагом.

Еще один философский принцип Нильса Бора – Принцип Дополнительности. Возник он, в частности, из попыток описать странное поведение света: то как волны в опытах по дифракции, то как частицы в опытах по фотоэффекту. Свет, таким образом, поддается описанию с помощью двух классических образов, но только абсолютно несовместимых! И Бор возводит это в принцип: явление должно быть описано с разных сторон, пусть и противоречивым (с точки зрения привычных представлений) образом. Ведь «как бы далеко за пределами возможностей классического анализа ни лежали квантовые события… регистрировать получаемые результаты мы вынуждены на языке обычном». Для описания истинной реальности нужен образный язык особой силы, работу физика над его созданием Бор сравнивает с творчеством поэта – и тот и другой ищут образы, отражающие реальность: «Поэт тоже озабочен не столько точным изображением вещей, сколько созданием образов и закреплением мысленных ассоциаций в головах своих слушателей». Но физическая реальность у Бора отличается от поэтической. Это не внутренний мир поэта, а единство взаимосвязанных фактов и явлений природы, для его описания нужны понятия, взаимно дополняющие друг друга. Размышляя о принципах квантовой теории как о единой системе представлений, он пишет: «Для меня это вовсе не вопрос о пустяковых дидактических уловках, но проблема серьезных попыток достичь такой внутренней согласованности в этих представлениях, которая позволила бы надеяться на создание незыблемой основы для последующей конструктивной работы».

Возможно, это самое важное открытие науки ХХ века – открытие того, что мир природных явлений не может быть описан простыми понятиями, полученными нами из опыта, и закреплен в терминах классической науки. Мир, находящийся за гранью привычных масштабов, сложен для понимания: «Мы столкнулись с трудностями, которые лежат так глубоко, что у нас нет представления о пути, ведущем к их преодолению; в согласии с моим взглядом на вещи эти трудности по природе своей таковы, что они едва ли оставляют нам право надеяться, будто мы сумеем и в атомном мире строить описание событий во времени и пространстве на тот же лад, на какой это делалось нами обычно до сих пор». Чтобы его постичь, нужно уйти от привычек и стереотипов и постараться видеть мир незамутненным взором, взором ребенка.

И Нильс Бор успешно справляется с этим. Ему помогает прекрасно развитое чувство юмора. Напомню, например, его суждение о своем ученике, потерпевшем неудачу в науке: «Он стал поэтом – для физики у него было слишком мало воображения». Не менее известно и высказывание Бора об одной из физических теорий: «Нет сомнения, что перед нами безумная теория, но весь вопрос в том, достаточно ли она безумна, чтобы оказаться еще и верной!» В один из драматических моментов формирования новой квантовой теории, когда каждый участник дискуссии предлагал тот или иной аргумент, мысленный эксперимент или просто образ, призванный показать правоту той или иной точки зрения, Эйнштейн нашел замечательное по своей силе выражение: «Бог не играет в кости!» Вот уж, действительно, абсурд – представлять себе Творца, руководствующегося случаем, а ведь именно такой механизм квантовых явлений предлагала копенгагенская интерпретация. Нильс Бор парировал: «Но, право же, не наша печаль – предписывать Господу Богу, как ему следовало бы управлять этим миром!» Иллюстрацией парадоксального мышления Нильса Бора может служить его классификация «мыслей по глубине»: он считал, что утверждение тривиально и неглубоко, если прямо противоположное вздорно; если же и прямо противоположное полно смысла, тогда суждение нетривиально.

Философское осмысление открытых законов помогало Бору находить ответы на важные вопросы бытия. Так, соотношение неопределенностей Гейзенберга виделось ему физической основой ответа на вопрос, интересовавший его еще во времена «Эклиптики», – вопрос о свободе воли. Весь мир живых организмов, а также и психических явлений виделся ему подобным миру атомных частиц: и там, и там действуют единые принципы.

* * *

Когда Нильсу Бору было пожаловано дворянское достоинство в знак признания его научных заслуг, он должен был выбрать себе герб и девиз. Видя глубокие аналогии между восточной философией и представлениями той науки, которой он посвятил жизнь, Бор выбрал символ Тайцзы, выражающий взаимосвязь между противоположными первоначалами инь и ян, а в качестве девиза латинскую фразу «Contraria sunt complementa» («Противоположности дополняют друг друга»).

Эйнштейн, религия и политика
Алексей Чуличков

Альберт Эйнштейн. Человек, признанный одним из величайших ученых ХХ в. Однако не менее известен он как философ, как человек, сумевший в свое суровое время не поддаться модным или безопасным политическим пристрастиям, остаться верным собственному видению справедливости, поиску божественной красоты мира.

Его всегда волновали главные и наиболее трудные вопросы. Сначала это были проблемы физического пространства и времени: ему еще со школьных лет не давало покоя то чувство неудовлетворенности, которое неизбежно возникает, если пытаться с позиций классической ньютоновской физики ответить на вопрос: «Что увидит человек, движущийся быстрее света?» Парадоксальное на первый взгляд их разрешение породило революционную теорию относительности.

После окончания Цюрихского политехникума А. Эйнштейн работает в бюро патентов. Часть его свободного времени занимают занятия философского кружка «Олимпия», который он организовал вместе со своими друзьями. Изучаются работы Э. Маха, Д. Юма, Спинозы, Авенариуса, Пуанкаре. Эйнштейна начинают волновать проблемы научного творчества. В 1918 г. он пишет статью «Мотивы научного исследования», в которой утверждается: «…высшим долгом физиков является поиск тех обобщающих элементарных законов, из которых путем чистой дедукции можно получить картину мира. К этим законам ведет не логический путь, а только основанная на проникновении в суть опыта интуиция».

Альберт Эйнштейн

Осознавая, что интуиция разных людей может дать разные результаты, он продолжает: «…история показала, что из всех мыслимых построений в данный момент только одно оказывается преобладающим. Никто из тех, кто действительно углубляется в предмет, не станет отрицать, что теоретическая система практически однозначно определяется миром наблюдений, хотя никакой логический путь не ведет от наблюдений к основным принципам теории. В этом суть того, что Лейбниц называл “предустановленной гармонией“. Именно в недостаточном учете этого обстоятельства серьезно упрекают физики некоторых из тех, кто занимается теорией познания».

Начало 30-х годов ХХ в. Позади – работы по фотоэффекту, теории относительности, квантовой теории теплоты, разрешившие противоречия между экспериментальными фактами и классической научной картиной мира. Эти работы принесли ему мировую известность и заложили основу новой неклассической физики. Но теперь Эйнштейна волнуют вопросы, далеко выходящие за рамки науки. В 1932 г. он пишет маленькую статью, называемую «Мое кредо», где так определяет свое отношение к миру: «Я никогда не стремился к благополучию или роскоши и даже в какой-то мере испытываю к ним презрение. Мое стремление к социальной справедливости, так же как и мое отрицательное отношение ко всяким связям и зависимостям, которые я не считаю абсолютно необходимыми, часто вынуждали меня вступать в конфликт с людьми».

Это были не пустые слова. Подтверждение им мы видим и в его решении покинуть гитлеровскую Германию, и в его выступлениях по вопросам атомного оружия, войны и мира, политического устройства.

…Начало первой мировой войны. В Германии публикуется манифест «К культурному миру», в котором германский милитаризм объявляется спасителем немецкой культуры и говорится, что мир должен принять принципы «истинно германского духа». Под ним ставят подписи 93 известнейших деятеля культуры Германии, в том числе ученые В. Рентген, М. Планк, В. Оствальд, В. Нернст и другие. А. Эйнштейн не подписывается под ним, говоря, что он любит немецкий народ, но ненавидит войну.

Более того, в противовес этому манифесту он вместе с физиком Ферстером и биологом Николаи подписывает «Воззвание к европейцам», в котором содержится призыв к интеллигенции Европы приложить все силы для прекращения войны. Их было всего трое, рискнувших подать свои голоса против этой военной истерии.

Стремление к справедливости видно и в его отношениях со своими сотрудниками или даже с вовсе незнакомыми людьми: его биографы вспоминают, что Эйнштейн очень не любил позировать для официальных портретов, но, если художник говорил, что, продав его портрет, он получит средства к существованию, готов был часами сидеть неподвижно. Так же родилась и прекрасная научнопопулярная книга «Эволюция физики», написанная им в соавторстве с польским физиком Л. Инфельдом. Она практически не содержит формул и посвящена описанию основных идей, рожденных наукой начиная со времен Галилея до эпохи квантов. А история книги такова: у Инфельда закончился контракт с институтом, в котором он работал вместе с Эйнштейном, а возвратиться в Польшу, где шла война, он не мог. На гонорар от издания «Эволюции физики» Инфельд мог остаться в Принстоне и продолжить работу.

Волею судьбы противнику войны и всяческого насилия А. Эйнштейну выпала роль спускового крючка в гонке атомного вооружения. Проанализировав ситуацию в Европе в начале второй мировой войны (открытие деления урана, засекречивание работ по ядерной физике, оккупация Германией Чехословакии, имеющей залежи урановых руд, и т. п.), многие ученые пришли к выводу, что Германия приступила к созданию атомной бомбы. По просьбе научной общественности Эйнштейн обращается с письмом к президенту Рузвельту с предложением начать аналогичные работы в Соединенных Штатах. Это письмо сыграло свою роль: несмотря на то, что работы в Германии были прекращены, в США атомные бомбы были сделаны и применены при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. Это потрясло Эйнштейна. Он до конца дней считал себя виновным в этом, хотя непосредственного участия в создании бомб не принимал.

Все свои силы он положил на то, чтобы прекратить гонку вооружений. Он пишет письма, выступает публично с предложениями о создании авторитетной международной организации, способной обеспечить прочный мир, организует фонд, задачей которого является разъяснение необходимости «думать по-новому, если человечество хочет жить и прогрессировать».

1953 год, разгул маккартизма. А. Эйнштейн получает письмо от школьного учителя, в котором тот просит совета: он был вызван в суд, на котором должен был давать показания о своих политических связях. Автор письма отказался это сделать, за что был уволен с работы. Эйнштейн отвечает: «Проблема, с которой столкнулась интеллигенция в этой стране, очень серьезна. Реакционные политики сеют среди народа подозрение к людям умственного труда. Они, эти политики, преуспевают в подавлении свободы преподавания и лишают работы непокорных, обрекая их на голод. Что должны делать работники интеллигентного труда перед лицом этого зла? Говоря откровенно, я вижу только один путь – несотрудничества… Каждый, кто будет вызван в комиссию, должен быть готов к тюрьме и нищете, то есть, коротко говоря, к пожертвованию своим личным благополучием в интересах всей страны… Постыдным было бы подчинение этой инквизиции. Если достаточное число людей будет готово к этому шагу, он увенчается успехом. Если нет, тогда интеллигенция этой страны не заслуживает ничего лучшего, чем рабство».

А. Эйнштейн родился и вырос в семье, не отличавшейся религиозностью. В начальной школе в Германии, согласно законам этой страны, он был обязан получить религиозное образование. Основам иудаизма 11-летнего Альберта обучал его дальний родственник, результатом чего был период страстного увлечения религией, который закончился так же внезапно, как и начался.

Однако занятия наукой и философией привели его к совсем иному и более широкому пониманию религии. В статье «Мое кредо» он пишет: «Самое прекрасное и глубокое переживание, выпадающее на долю человека, – это ощущение таинственности. Оно лежит в основе религии и всех наиболее глубоких тенденций в искусстве и науке. Тот, кто не испытал этого ощущения, кажется мне если не мертвецом, то во всяком случае слепцом. Способность воспринимать то непостижимое для нашего разума, что скрыто под непосредственными переживаниями, чья красота и совершенство доходят до нас лишь в виде косвенного слабого отзвука, – это и есть религиозность. В этом смысле я религиозен».

К вопросу о роли религии в жизни человека и в научном исследовании он обращается в статье «Религия и наука» (1930). В ней он говорит о трех типах религии – о религии страха, свойственной первобытному обществу, религии моральной, атрибутом которой является антропоморфное божество, – примером ее стало христианство. Но есть еще и космическое религиозное чувство, не ведающее ни догм, ни бога, «сотворенного по образу и подобию человека».

«Индивидуум ощущает ничтожность человеческих желаний и целей, с одной стороны, и возвышенность и чудесный порядок, проявляющийся в природе и в мире идей, – с другой. Он начинает рассматривать свое существование как своего рода тюремное заключение и лишь всю Вселенную в целом воспринимает как нечто единое и осмысленное…»

Это чувство является основой научного творчества: «Космическое религиозное чувство является сильнейшей и благороднейшей из пружин научного исследования. Только те, кто сможет по достоинству оценить чудовищные усилия и, кроме того, самоотверженность, без которых не могла бы появиться ни одна научная работа, открывающая новые пути, сумеют понять, каким сильным должно быть это чувство, способное само по себе вызвать к жизни работу, столь далекую от обычной практической жизни».

Вселенная Стивена Хокинга
Елена Белега

До 21 года он был обычным человеком: сменил несколько школ, поступил в Оксфорд. Но в 21 жизнь изменилась почти мгновенно: его организм «сломался». После длительного обследования ему сказали, что у него редкая и неизлечимая болезнь. Что сначала он потеряет координацию, а потом его тело перестанет слушаться и в конце концов откажет совсем. Никто не мог сказать, как быстро болезнь будет прогрессировать, – он мог умереть завтра, а мог прожить много лет. Это был шок. Диагноз прозвучал как приговор, и он вдруг понял, что очень многим мог бы заняться, если бы «приговор» отложили. Сегодня Стивен Хокинг – профессор математики Кембриджского университета, признанный специалист в космологии, науке о рождении Вселенной. Но совместить две его жизни – до болезни и с ней – практически невозможно. До болезни жизнь была скучной и обыденной. И в ней не находилось ничего такого, чем бы стоило заняться. Болезнь как будто раздвинула границы. Произошел «большой взрыв», после которого стала разворачиваться вселенная по имени Стивен Хокинг. Он влюбился в девушку Джейн, женился и закончил диссертацию.

Стивен Хокинг

И несмотря на непредсказуемое будущее, настоящее стало доставлять ему больше радости, чем раньше.

В 1970 году 28-летний Хокинг был поглощен исследованием Вселенной в крупном масштабе. Для этого после Оксфорда он отправился в Кембридж, получил там работу, снял с семьей домик и погрузился в проблему о сингулярности. Дело в том, что, как показывают наблюдения за движением некоторых галактик, Вселенная расширяется. Это подразумевает, что некогда галактики были близко друг к другу и плотность Вселенной была колоссальной, если не сказать бесконечной. Этот самый момент из жизни Вселенной и называют сингулярностью, точкой Большого взрыва. Никакие сведения о том, что произошло после этой космологической сингулярности, не могут дать нам информации о том, что происходило до нее. Это как две разные жизни. Позже, благодаря теории Хокинга, удалось рассчитать, как возникла Вселенная.

Вопрос о том, как все устроено, был его любимым с детства. Как и игрушки, которые двигались и ездили: паровозик с откидывающейся спереди железной решеткой приводил его в восторг. В 12 лет он спорил с друзьями. О чем? О чем спорили мы в 12 лет? Наверное, кто о чем. Они – на самые разные темы: от радиоуправляемых моделей до религии и от парапсихологии до физики. И конечно же о природе Вселенной и о том, нужен ли Бог для ее создания и для приведения в движение. Стивен уже тогда знал, что свет звезд от далеких галактик смещается к красному краю спектра (что как раз и может означать, что Вселенная расширяется). И он, размышляя над этим в 12 лет, нашел свое объяснение: свет просто уставал и от этого краснел (терял энергию) по пути к Земле. Хотя в то время мальчику казалось, что Вселенная неизменна и вечна.

Воспоминание о детстве, где бы оно ни проходило: на окраине военного Лондона или в деревне у бабушки, – всегда пробуждает у нас массу эмоций. Но в жизнь из детства мы забираем разные вещи. Семья Стивена переезжала из одного городка в другой. И если в одном ее считали совершенно обычной, то в другом – чудаковатой. Возможно, отец Стивена и подавал повод для этого. Потомственный йоркширец, он терпеть не мог тратить деньги на собственный комфорт, даже когда мог себе это позволить, а посему совершенно не заботился о внешности, отказывался установить центральное отопление, хотя страшно мерз, а вместо этого надевал несколько свитеров и поверх них халат. Зато к другим отец Стивена был очень щедр. Работая врачом, он ежегодно на несколько месяцев уезжал в Африку. Когда в 1937 году началась война, он был готов пешком пойти в Англию, но ему сказали, что в Африке он нужнее. А когда пришло время выбирать Стивену университет, то отцу было понятно, что учиться сын должен в Оксфорде или Кембридже.

Несмотря на свой нынешний научный вес, профессор Хокинг говорит, что его сестра в детстве была намного толковее его. Стивен учился в сильном классе и себя считал середнячком, а почерк его был настолько неаккуратным, что приводил в отчаяние учителей. «Когда мне исполнилось двенадцать, один из моих друзей поспорил с другим на мешок конфет, что из меня ничего не выйдет. Не знаю, разрешился ли когда-нибудь этот спор и в чью пользу», – вспоминает профессор. Так как отец хотел, чтобы Стивен стал медиком, то часто брал его с собой в лабораторию, где исследовал тропические болезни. И хотя юноша точно не хотел быть врачом, он с удовольствием шел с отцом, так как в лаборатории был микроскоп. Микро– и макромиры… Может, они и не похожи на первый взгляд, но есть то, что их точно объединяет: они манят! Отец натаскивал Стивена по химии и биологии, а математике ему пришлось учиться самостоятельно, причем в большей степени уже в Кембридже, читая лекции студентам. Пожалуй, все сложилось годам к 13–14: он понял, что хочет заняться физикой. И хотя ее скучно преподавали в школе и химия была куда более интересной (там можно было хоть что-то взрывать), физика и астрономия давали возможность погрузиться в глубину Вселенной и узнать, откуда мы взялись и почему мы здесь.

В 1974 году, в свои 32, когда он мог еще сам есть, вставать и ложиться в постель, Хокинг работал над теорией, которая бы помогла понять природу черных дыр. В 85-м, после перенесенной операции, Стивен потерял способность говорить и с того момента общается с миром посредством синтезатора речи, который установлен на его кресле-коляске.

Сейчас в Тринити колледже Кембриджского университета Стивен Хокинг занимает должность, которую три столетия назад занимал Исаак Ньютон, а в XX веке Поль Дирак. Несмотря на свою болезнь, профессор Хокинг ведет активную жизнь и в одной из своих книг признался: «Мне повезло, что мое состояние ухудшалось медленнее, чем в большинстве случаев. Это доказывает, что никогда не надо терять надежды».

Вселенная. Она наполнена множеством миров. И наша Галактика, как считает Стивен Хокинг, не представляет собой ничего исключительного, кроме одного: через 14 миллиардов лет после ее зарождения в ней появились существа, которые задаются вопросами, откуда появилась Вселенная и где ее границы. И если бы не было так, то задаваться этими вопросами было бы просто некому, а Она, возможно, и не появилась бы.