Текст книги "E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира"
Автор книги: Дэвид Боданис
Жанры:
Физика
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 16 (всего у книги 20 страниц)
Нас спасает от этого принцип сохранения барионов, сводящийся, грубо говоря, к тому, что полное число существующих во вселенной протонов и нейтронов не меняется – они не могут начать исчезать ни с того ни с сего.
Стопроцентное преобразование происходит только в одном случае – когда обычная материя сталкивается с антиматерией. Типичный протон из тех, что содержатся в наших телах, имеет барионный заряд +1, антипротоны, входящие в состав антиматерии, имеют барионный заряд -1, поэтому, когда они совместно аннигилируют, суммарное число барионов во вселенной не меняется. На самом деле, мы переживаем нечто похожее каждый день, поскольку часть газа радона, который источают фундаменты и стены наших домов, порождает в процессе своего распада антиматерию. И когда она приходит в соприкосновение с молекулами воздуха или нашей кожей, возникает (микроскопический!) взрыв – E=mc 2срабатывает в полную силу и с немедленными результатами.
Глава 7. Уравнение и Эйнштейн
С. 43 …покачивая свободной рукой колыбельку годовалого сына…: Относительно периода чуть более позднего см. воспоминания Д. Рейхинштейна, собранные в его книге «Albert Einstein: A Picture of His Life and His Conception of The World» [56]56
«Альберт Эйнштейн: Картина его жизни и представлений о мире» ( англ.).
[Закрыть], by David Reichinstein (London: Edward Goldston, Ltd, 1934).
С. 43 …так называл он Бога…: Особенно вдумчивый анализ этой темы содержится в книге Max Jammer, «Einstein and Religion: Physics and Theology» [57]57
«Эйнштейн и религия: физика и теология» ( англ.).
[Закрыть](Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1999). Богатую компиляцию взглядов современных ученых на религию – как положительных, так и отрицательных, – можно найти в книге Russsell Stannard, «Science and Wonders: Conversations about Science and Belief» [58]58
«Наука и чудеса: Беседы о науке и вере» ( англ.).
[Закрыть](London: Faber and Faber, 1996), составленной из радио-бесед на «Би-Би-Си».
С. 43 «Мы находимся в положении…»: Эйнштейн продолжает: «Таково, как мне представляется отношение человеческого ума, даже самого большого и развитого, к Богу». Из интервью 1929 года, данного прославленному в то время журналисту Джорджу Силвестру Виреку; приведено в его книге Viereck, «Glimpses of the Great» [59]59
«Проблески величия» ( англ.).
[Закрыть](London: Duckworth, 1934), p. 372. Цитата, вероятно, является лишь приблизительной, поскольку в нескольких местах книги Вирек признается, что его стенографические записи с трудом поддаются расшифровке.
С. 44 На самом деле, она обладала страстной натурой…: Ее роман описан в книге «Marie Curie: A Life» [60]60
«Мария Кюри: Жизнь» ( англ.).
[Закрыть], by Susan Quinn (orig. New York: Simon amp; Schuster, 1995; London: Mandarin pbk., 1996). Слова, сказанные Эйнштейном после автомобильной поездки, произошедшей в 1913 году, цитируются по английскому изданию этой книги (p. 348).
С. 45 …он послал в университет и статью о теории относительности…: Составившая целую эпоху статья была отвергнута по нескольким причинам, и не в последнюю очередь на том солидном бюрократическом основании, что она была напечатана, а «…правила требуют представления тезисов, написанных от руки». Carl Seelig – «Albert Einstein: A Documentary Biography» [61]61
«Альберт Эйнштейн: Документальная биография» ( англ.).
[Закрыть](London: Staples Press, 1956), p. 88 – услышал об этом от поддерживавшего Эйнштейна Пауля Грюнера, который работал тогда в Бернском университете и был свидетелем этой истории.
С. 46 …как «человека с содранной кожей»: Marianne Weber, «Max Weber: A Biography» [62]62
«Макс Вебер: Биография» ( англ.).
[Закрыть], ред. и пер… Harry Zohn (New York: John Wiley amp; Sons, 1975), p. 286.
С. 46 …время текло ровно и гладко…: Эйнштейн был далеко не первым из людей, осознавших совместимость законов Ньютона с представлением о том, что никакого внешнего «авторитета» или стандарта измерений, позволяющих судить о какой-либо нашей частной деятельности, не существует, – это видел и сам Ньютон! Однако в его пропитанную богословием эпоху, Ньютону, впавшему в подобную ересь, приходилось быть осторожным в выражении своих мыслей. В значительной мере для того, чтобы избежать отрицающего существование Бога «свободного течения» времени, Ньютон и ввел в свои «Принципы» абсолютное время. Стандартная формулировка этого принципа содержится в ньютоновском «Общем комментарии», взгляните, однако, на его изложенные более разговорным языком пояснения в письмах к Ричарду Бентли (в то время молодому богослову); и то, и другое можно найти в книге «Newton: Texts, Backgrounds, Commentaries» [63]63
«Ньютон: Тексты, предпосылки, комментарии» ( англ.).
[Закрыть], ред. Bernard Cohen и Richard Westfall (New York: Norton, 1995). Если бы не предосторожности подобного рода, Ньютон, возможно, и сделал бы несколько простых алгебраических шагов, которые привели бы его к разработке специальной теории относительности.
С. 47 …мир, в котором скажем, 48 с небольшим км/час…: Этот образ взят из достойной всяческого уважения трилогии Джорджа Гамова о мистере Томпкинсе, на которой выросли поколения любителей науки. Когда Гамов описывал эту картину, она казалась фантастической; думаю, он рад был бы узнать, что еще до конца двадцатого века, «в феврале 1999-го» группа гарвардских исследователей, используя лазерное охлаждение, создала субстанцию «температура которой отличалась от абсолютного нуля лишь на одну пятидесятимиллиардную градуса» и в которой свет распространялся, с точки зрения внешнего наблюдателя, со скоростью несколько меньшей 48 км/час.
С. 47 …возвратились бы к их обычным статичным значениям…: Такие привычные термины, как «вес» и «набирать» массу используются здесь, опять-таки, для того, чтобы яснее показать происходящее.
С. 47 …пассажиры тоже ссохлись бы в размерах…: В учебниках говорится обычно, что
Ускоряющийся автомобиль будет сжиматься в направлении его движения, пока не ужмется до толщины папиросной бумаги. Однако, хотя непосредственное применение приведенного на с. 190 коэффициента сжатия показывает, что так оно и будет, в действительности происходит явление более тонкое и связано оно с тем, что свет, исходящий от разных частей автомобиля, должен и испускаться ими в разные моменты времени. Возникающие при этом искажения схожи с теми, что появляются, когда трехмерную землю изображают посредством двумерных Меркаторовых проекций.
С. 48 …спутники Системы глобального позиционирования …: Помимо требуемых специальной теорией относительности корректировок получаемых от спутников СГП сигналов существуют значительные эффекты, связанные с общей теорией относительности – хороший обзор их можно найти в книге Clifford M. Will, «Was Einstein Right: Putting General Relativity to the Test» [64]64
«Был ли прав Эйнштейн? Проверка общей теории относительности» ( англ.).
[Закрыть](Oxford: Oxford University Press, 1993). Мне нравится мысль о том, что миллионы людей, когда-либо державших в руках приемники СГП, смыкали пальцы на устройствах, внутри которых скрыты миниатюрные переложения логических последовательностей, возникших некогда в мозгу Эйнштейна, на язык техники.
С. 48 …ярлык «относительность»…: Формулировку «теория относительности» Эйнштейн в своей оригинальной статье 1905 года не использовал, она была предложена Планком и другими лишь год спустя. Название, ему и вправду нравившееся, исходило от Минковского, который в 1908 году говорил об эйнштейновских «постулатах инвариантности». Однако, хотя в то время и раздавались призывы принять измененное название, в 1920-х годах первый, не нравившийся Эйнштейну ярлык прилип к его теории окончательно.
С. 48 …неверное впечатление…: «Смысл слова «относительность» очень многими понимается неверно, – пояснял в 1929-м Эйнштейн. – Философы играют с ним, как дитя с куклой… Эта [относительность] вовсе не означает, что все относительно.»
Эйнштейна истолковали неверно главным образом потому, что очень многие именно к этому и были готовы. Сезанн говорил о необходимости сосредотачиваться только на том, что видите и измеряете лично вы: мазок красного там, пятно синего здесь. Это было воспринято как соответствие, выражаемому теорией относительности сомнению в существовании бесстрастного «объективного» фонового мира, который ждет лишь, подобно импрессионистской интерпретации парижского бульвара, чтобы все его приняли. В совсем уж недавнее время Том Стоппард, который любит подкапываться под общепринятые мнения, с удовольствием вкладывал в уста персонажей своих пьес упоминания об эйнштейновских эффектах, которые вроде бы подкрепляют эти воззрения.
Беда, однако, в том, что такое использование трудов Эйнштейна никакого отношения к ним не имеет. Как уже говорилось в этой книге, при тех скоростях с которыми мы обычно имеем дело в жизни, предсказываемые теорией относительности отклонения от привычных нам явлений настолько малы, что наблюдать их невозможно. И еще более существенным является тот факт, что теория относительности держится на сохранении нескольких ключевых инвариантов – скорости света, согласованности любой заданной системы координат и ее «равенстве» другим – все это полностью противоположнотому, как обычно изображают теорию Эйнштейна. Когда-то он сам объяснил это историку искусства, который предпринял попытку связать кубизм с теорией относительности:
Сущность теории относительности понята неверно… теория говорит лишь одно… общие законы таковы, что их форма не зависит от выбора системы координат. Однако это логическое требование не имеет никакого отношения к тому, как представляется единичный специфический случай. Множественность систем координат для такого представления не нужна [подчеркнуто]. Математическое описание целого в его отношении к одной системе координат является вполне достаточным.
В случае картин Пикассо все выглядит совершенно иначе… Этот новый художественный «язык» ничего общего с теорией относительности не имеет.
Эта цитата из книги Paul La Porte, «Cubism and Relativity, with a Letter of Albert Einstein», [65]65
«Кубизм и относительность; с приложением письма Альберта Эйнштейна» ( англ.).
[Закрыть] Art Journal, 25, no. 3 (1966), p. 246, приведена в книге Gerald Holton «The Advancement of Science, and Its Burdens» [66]66
«Достижения науки и ее бремя» ( англ.).
[Закрыть](Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1998), p. 109. Далее Холтон делает весьма разумное замечание о том, что представление о множественности возможных систем отсчета это, фактически, суть всей современной науки, – если отсчитывать современность от Галилея ранних 1660-х; равным образом и множественные, но согласованные одна с другой проекции уже очень давно распространены в архитектуре.
С. 49 …и Эйнштейн, и Ньютон… за немыслимо короткое время: Лаврового венка заслуживает здесь все же Эйнштейн. Хорошо известны слова Ньютона о том, что за краткое время, проведенное им на ферме матери, он открыл дифференциальное исчисление, структуру света и закон всемирного тяготения. Однако слова эти были сказаны уже очень старым, вспоминавшим свое прошлое человеком. Вычисления, которые он произвел на ферме, большой доказательностью не отличались, – вместо числа 3600, которое мы использовали как показатель ослабления силы земного притяжения на орбите Луны, «доказывающий» пропорциональность этой силы обратному квадрату расстояния, неточности в измерении параметров Земли давали Ньютону весьма далекое от убедительности 4300 или около того. Помимо этого, он немного запутался и в том, какую роль играет центробежная сила, и в том, удовлетворяет ли движение Луны вихревой теории планет Декарта или не удовлетворяет, – в общем, по возвращении в Кембридж его еще ожидал немалый объем работы. Но, с другой стороны, самоуничижение – это, скорее всего, отнюдь не то, в чем нуждается человек, работающий на таком уровне.
Живо написанная статья: Curtis Wilson, «Newton and the Eotvos Experiment» [67]67
«Ньютон и опыт Этвеша» ( англ.).
[Закрыть], содержащаяся в его сборнике «Astronomy from Kepler to Newton: Historical Studies» [68]68
«Астрономия от Кеплера до Ньютона: Исторические исследования» ( англ.).
[Закрыть](London: Variorum Reprints, 1989), дает особенно хорошее представление о тонкостях, которые еще предстояло проработать Ньютону. Дальнейшие представления о трудностях, с которыми он столкнулся в чумной год, дает пятая глава Westfall, «Never at Rest: A Biography of Isaac Newton» (Cambridge: Cambridge University Press, 1987). См. также «The «Annus Mirabilis» of Sir Isaac Newton, 1666–1966» [69]69
««Год чудес» сэра Исаака Ньютона, 1666–1966» ( англ.).
[Закрыть], ред. Robert Palter (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1970).
С. 49 Они будут изучать то, что им предлагают…: Что мне особенно нравится в Веблене, так это особое внимание, уделяемое им конкретной точке пересечения социального и интеллектуального начал – пересечению религии с наукой, которое неизбежно оказывается исполненным глубокого смысла. Чтобы понять его роль, нам следует в несколько большей мере углубиться в труды Эйнштейна.
И первым, что мы при этом обнаружим, будет великая вера Эйнштейна в единство. Одна часть традиционной физики строилась на обычной ньютоновской механике, в которой всегда имелась возможность сравнить двух наблюдателей: выяснить, кто из них движется быстрее, а кто медленнее, объективно установить, что у того из них, который едет в скоростном автомобиле и включает фары, свет этих фар будет распространяться «быстрее», чем у того, чья машина стоит на месте. А с другой стороны, Эйнштейн понимал, что вторая часть традиционной физики построена на развитии Максвеллом трудов Фарадея, и эта часть основана на одинаковости скорости света для любого равномерно движущегося наблюдателя. Стоит машина или едет, водители ее увидят свет фар, улетающий вперед со скоростью 300 000 000 м/с. Для Ньютона это было невозможным. Для Максвелла – неизбежным.
Большинство других ученых, столкнувшись с этим обстоятельством, пожимали плечами и отмахивались от него, однако для Эйнштейна «Мысль о том, что существуют две несопоставимых ситуации была непереносимой» (взято из статьи 1920 года, цитируемой в книге Fölsing, p. 171). Ибо Эйнштейн нередко говорил о том, что одним из его глубочайших нравственно-религиозных верований была приверженность к идеалу социального равенства. Любое неоправданное, несправедливое разграничение должно, если исследовать его с достаточной пристальностью, допускать разрешение, снимающее какое бы то ни было неравенство. Это принцип справедливости Джона Ролза [70]70
Джон Ролз (р. 1923), американский философ.
[Закрыть]– да и каждого, кто верит в недопустимость незаслуженных разграничений, – распространенный на материальный мир, мир единый, каким его и должно было создать унитарное божество.
Чтобы разрешить дилемму, заключавшуюся в том, что Ньютон «противоречит» Максвеллу, Эйнштейн совершил один из тех «скачков в сторону», которые в прежние времена с таким успехом проделывали Ремер и Фарадей. Он поставил под вопрос сами термины, в которых формулировалась эта дилемма! Определения расстояния, времени и одновременности использовались уже так давно – они были систематизированы, самое позднее, еще во времена Ньютона, – что стали восприниматься в качестве «оснований» здравого смысла. Эйнштейн же понял, что все они содержат подогнанные под уже готовые ответы предположения о том, как надлежит производить измерения. Ньютона и Максвелла попросту тянуууууууууули друг от друга в разные стороны… а Эйнштейн изменил сам метод построения определений так, чтобы появилась возможность выбрать образовавшуюся между двумя учеными слабину и подтянуть их поближе друг к другу.
Если я говорю, что к настоящей минуте свет от фар должен уже миновать некий дорожный указатель, а вы отвечаете мне, что это чушь, что свету требуется более длительное время, чтобы добраться до этого указателя, никакого противоречия, на самом-то деле, не возникает – при условии, что ваше представление о «длительном» отличается от моих понятий о том, что такое «длительность». В этом случае, то, что я наблюдаю, является истинным ине противоречит тому, что наблюдаете вы. Специальная теория относительности разрешает видимые противоречия попросту тем, что проясняет терминологию нашего восприятия.
Было ли это революционным шагом? Эйнштейн неизменно настаивал на том, что никакой революции тут не было, что, несколько изменив основные понятия, он попросту сделал шаг, который был необходимым для сохранения достижений прошлого. Возможно, его стремление к целостности определялось, по сути своей, потребностью в целостности религиозной веры; возможно, уважением к великим физикам прошлого.
Подозреваю, что годы его странствий лишь усилили это стремление. В начале он жил в тихом швабском доме, потом очутился в по-прусски строгой школе католической Баварии, школу сменили несколько упоительных месяцев отрочества, проведенных на вольном воздухе Италии, за ними последовала крепкая смесь интеллектуальных и романтических привязанностей, отметившая его пребывание в далеком, уединенном Аарау, затем – жизнь цюрихского студента, фон которой составляло разочарование в узколобых, холодных преподавателях Высшей технической школы; Цюрих быстро сменился Берном и натиском новых, уже взрослых обязанностей – перед женой, ребенком, перед громоздкой иерархией государственных служащих. Эйнштейну в ту пору едва перевалило за двадцать – к этим годам Лоренц, скажем, еще ни разу не побывал за пределами Нидерландов. А впереди Эйнштейна ожидали новые страны, новые города – скитания его завершились лишь в Принстоне, в далекой, мало понятной Америке. При таких странствиях, таком одиночестве, единственное, что, путешествуя с вами, остается в целости и сохранности, это вы сами.
С. 49 …воззрения которой на личную ответственность, справедливость и веру в авторитет отличались…: К теории какого типа относится созданная Эйнштейном теория относительности? Она не похожа на собрание детализированных законов, которые встречаются в технических текстах, законов, говорящих, к примеру, что при ускорении самолета сопротивление воздуха, с которым он сталкивается, возрастает. При более подробном рассмотрении такие «законы» просто разваливаются, поскольку их исходные положения основываются лишь на частичном анализе. Это скорее полезные эмпирические правила, выведенные для того, чтобы с удобством суммировать свойства тех подмножеств физического мира, к которым они прилагаются, но и не более того.
Другие положения, такие как третий закон Ньютона, говорящий, что для каждого действия существует равное и направленное противоположно ему противодействие, обладают большей глубиной. Они могут использоваться для усовершенствования эмпирических правил, касающихся того же сопротивления воздуха, поскольку глубже уходят в природу аналитических систем. Их применение к таким системам является, в принципе, неограниченным.
Эйнштейновская специальная теория относительности, опять-таки, отличается и от них. Она не представляет собой частного результата, который просто выходит за пределы созданного Ньютоном и Максвеллом. Это, скорее, теория о теориях: детальное развитие двух критериев – того, что скорость света остается одной и той же для всех наблюдателей, и того, что любая равномерно движущаяся система отсчета по природе своей неотличима от любой другой, – критериев, которым должна удовлетворять любая действенная теория. Если теория удовлетворяет этим критериям, ее можно считать истинной. Если нет, она наверняка ложна.
Таким образом, специальная теория относительности есть просто-напросто механизм вынесения суждений, относящийся к метауровню комментарий, подобный многослойному анализу Талмуда или третьему закону термодинамики.
Эту «законодательную» природу теории Эйнштейна нередко упускают из виду, ибо после провозглашения своего принципа сам Эйнштейн, а затем и многие другие, начали демонстрировать частные выводы из него, такие как E=mc 2или наблюдаемое замедление времени, выводы, представлявшиеся аналогичными частностям, выводимым из других теорий. И все же, именно принадлежность его теории к закону более высокого порядка и объясняет, почему «m», входящая в E=mc 2, обладает такой общностью, что относится к любой из субстанций вселенной – от кусочка угля в вашей ладони до плутония, скрытого в атомной бомбе, и водорода, скрытого в звезде.
С. 50 «соблазн поверхностности…»: Albrecht Fölsing, «Albert Einstein: A Biography» (London: Viking Penguin, 1997), p.102.
С. 50 …манере подшучивать над собой…: Подобная же манера нередко встречается в письмах многих художников того времени, это свидетельство озадаченного приятия того, далеко не рационального мира общепринятых правил, в котором нам приходится жить. То обстоятельство, что вся преклоняющаяся перед знанием академическая система была погружена в общество, исповедавшее нормы совершенно иного толка – такие как преимущественные права юнкерства, величие кайзера, – порождало во многих молодых умах интеллектуальный цинизм.
С. 50 «Этого довольно, чтобы показать нам… Альберт Эйнштейн получить так и не смог»: Цитируются восхитительные короткие воспоминания его сестры Майи – «Albert Einstein – A Biographical Sketch» [71]71
«Альберт Эйнштейн – Набросок биографии» ( англ.).
[Закрыть], in Collected Papers of Albert Einstein, Vol. I. The Early Years: 1879–1902, пер. Anna Beck, консультант Peter Havas (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1987).
С. 50 …дяде Рудольфу («Богатею»): там же, р. 160.
С. 50 «Его подавляет мысль…»: там же, р. 164. Это все то же, 1901 года, письмо Германа Эйнштейна профессору Оствальду.
С. 51 С течением времени некоторые из физиков…: Ученик Планка Макс фон Лауэ был первым, кто приехал, чтобы увидеть написавшего эту статью великого профессора. В приемной бюро патентов фон Лауэ указали на коридор, по которому ему следовало пройти; навстречу ему вышел молодой человек, которого фон Лауэ проигнорировал, оставшись дожидаться появления профессора. Спустя какое-то время, молодой человек возвратился. Это и был Эйнштейн – знакомство, в конце концов, состоялось. Эта история рассказана в датированном 1952 годом письме фон Лауэ и приводится в книге Carl Seelig, «Albert Einstein: A Documentary Biography» (пер. Mervyn Savill (London: Staples Press, 1956), p. 78.
С. 51 «Хочу рассказать тебе…»: «Collected Papers of Albert Einstein», vol. 1. Я смонтировал эту цитату из писем, которые приведены в документах 39, 72, 76 и 70.
С. 52 …Миф о том, что именно благодаря ей была написана…: Миф этот впервые появился в статье «In the Shadow of Albert Einstein» [72]72
«В тени Альберта Эйнштейна» ( англ.).
[Закрыть], написанной на сербо-хорватском отставной школьной учительницей Десанкой Трбухович-Гурич. Затем он получил развитие в книге Andrea Gabor, «Einstein's Wife» [73]73
«Жена Эйнштейна» ( англ.).
[Закрыть](New York: Viking, 1995) и был широко разрекламирован после того, как Джилл Кер Конвэй, стоявшая одно время во главе «Смит-Колледжа», напечатала в «Нью-Йорк Таймс» крайне благосклонную рецензию на книгу Габор.
Увы, и «Таймс», и Конвэй (и Габор, и Трбухович-Гурич) истолковали историю совершенно превратно. Милева была хорошей студенткой-физичкой, но никак не музой. См. работу John Stachel, «Albert Einstein and Mileva Marie: A Collaboration that Failed to Develop» [74]74
«Альберт Эйнштейн и Милева Марич: Сотрудничество, не увенчавшееся успехом» ( англ.).
[Закрыть]в сборнике «Creative Couples in Science» [75]75
«Творческие пары в науке» ( англ.).
[Закрыть], ред. H. Pycior, N. Slack, и P. Abir-Am (New Brunswick, N.J.: Rutgers University Press, 1995). Истинный характер их отношений наилучшим образом освещается в книге «Albert Einstein, Mileva Marić: The Love Letters» [76]76
«Альберт Эйнштейн, Милева Марич: Любовная переписка» ( англ.).
[Закрыть], ред. Jurgen Renn and Robert Schulmann; пер. Shawn Smith (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1992).
С. 52 «В сравнении с этой проблемой… просто детская игра»: Banesh Hoffmann, «Albert Einstein: Creator and Rebel» (New York: Viking, 1972), p. 116.
Глава 8. Внутри атома
С. 54 Совершенное ими открытие описывается в современных школах так часто…: Резерфорд первым заподозрил, что каждый атом должен представлять собой расплывчатую «каплю» электричества, а поскольку многие физики обучались в английских школах, по учебникам того времени начал гулять образ пудинга с изюмом. Однако после того, как Резерфорд соорудил подобие сверхминиатюрной атомной базуки и начал обстреливать золотую фольгу альфа-частицами, некоторые из них рикошетом вылетали назад, и он понял, что где-то в атоме присутствует нечто твердое. Но где?
Ответить на этот вопрос оказалось трудно, ибо, хоть Резерфорд и был одним из лучших экспериментатором столетия, математикой он владел отнюдь не в совершенстве. Ему не удавалось разработать правдоподобные представления о том, что происходит с частицами, которые он выстреливает и которые затем разворачиваются и летят обратно. В итоге, он обратился к математике конических сечений, развитой в классические времена и использовавшейся в семнадцатом веке для описания орбит, по которым движутся кометы. До некоторой степени эта математика сработала, со временем Резерфорду удалось привести в соответствие с ней полученные им в Манчестере результаты, – и в итоге, студентов многие годы учили тому, что атом походит на солнечную систему в миниатюре. Однако, это не имело смысла: не существовало причины, по которой электроны, излучающие энергию при движении по своим орбитам, не падают внутрь атома, как не существовало и никакого физического аналога стабильности настоящей солнечной системы – стабильности, гарантируемой ньютоновской силой притяжения, обратно пропорциональной квадрату расстояния. И все же, сила построенной на ложных допущениях математической картины такова (к тому же, лучшей идеи никто предложить не мог), что хотя со временем планетарную модель пришлось отвергнуть, то, что началось с математической слабости Эрнеста Резерфорда, было подхвачено популярной мифологией науки и обратилось в модель, которую автоматически использует большинство людей, пытающихся представить себе, как выглядит атом.
С. 55 В нем находились положительно заряженные частицы…: Откуда взялось утверждение о том, что в ядрах имеются положительные заряды? Основания для него давал один из старых преподаваемых в школе законов: одинаковые электрические заряды отталкиваются, противоположные притягиваются. Если вы выстреливаете в центр атома положительной частицей, и она там застревает, вы понимаете: ее поджидал в центре отрицательный заряд. Однако альфа-частицы, которыми пользовался Резерфорд, были заряжены положительно и отбрасывались назад «чем-то», находившемся в центре атомов. Значит и это «что-то» должно было нести положительный заряд.
С. 55 …«малотрон»: Andrew Brown, «The Neutron and the Bomb: A Biography of Sir James Chadwick» [77]77
«Нейтрон и бомба: Биография сэра Джеймса Чедвика» ( англ.).
[Закрыть](Oxford: Oxford University Press, 1997), p. 103.
С. 56 …причина, по которой они словно бы липнут к ядру: Действующий в квантовой физике принцип неопределенности подробнее обсуждается в примечаниях к главе 10.
С. 56 …его ассистенты притащили в лабораторию ведра, наполненные водой…: То, что сработало на вилле, выделенной Ферми для исследований, может срабатывать всюду, где скопления радиоактивного вещества окружаются замедляющей нейтроны водой. В начале 1970-х геологов-разведчиков озадачили образцы странной руды, добытой близ реки Окло в Габоне. Вскоре специалисты французской «Комиссии по атомной энергии» сообразили, что когда-то здесь находились залежи естественного урана, которые более 1,8 миллиардов лет назад оказались работающими в критическом режиме. Природный водоносный слой поставлял необходимую для этого воду; каждая из реакций продолжалась до 100 000 лет, а после прекращалась.
С. 56 …Дьердь де Хевеши, доказавший с их помощью…: Де Хевеши произвел этот акт кулинарной самообороны с помощью свинца и аналогичных ему элементов за два десятилетия до работы Ферми. См. M. A. Tuve, «The New Alchemy» [78]78
«Новая алхимия» ( англ.).
[Закрыть], Radiology, vol. 35 (Aug. 1940), p. 180.
Глава 9. Среди безмолвия полуденных снегов
С. 58 «Я оказалась здесь… в положении…»: Статья Sallie Watkins, «Lise Meitner: The Foiled Nobelist» [79]79
«Лизе Майтнер: Несостоявшийся нобелевский лауреат» ( англ.).
[Закрыть], в книге Rayner-Canham, «A Devotion to Their Science» [80]80
«Преданность науке» ( англ.).
[Закрыть](Toronto: McGilll – Queen's University Press, 1997), p. 184.
С. 58 «нашей мадам Кюри»: Philipp Frank, «Einstein: His Life and Times» [81]81
«Эйнштейн: Его жизнь и время» ( англ.).
[Закрыть](New York: Knopf, 1947), pp. III-12.
С. 58 «[Ган] насвистывал большие куски…»: Ruth Lewin Sime, «Lise Meitner: A Life in Physics» [82]82
«Лизе Майтнер: Жизнь в физике» ( англ.).
[Закрыть](Berkeley: University of California Press, 1996), p. 35.
С. 59 «Я в вас влюбился»: Sime, «Lise Meitner», p. 37.
С. 59 «Дорогой герр Ган!..»: Там же, рр. 69 и 67. Выдержки из писем от 17 января 1918 и 6 августа 1917.
С. 59 …Майтнер снова сменила направление работы…: Когда Майтнер занялась нейтронами, это породило зависть в душах некоторых менее успешных берлинских ученых, – как и определенное количество озлобленных слухов. Вообще научные лаборатории меняют направление своей деятельности крайне редко, – все имеющееся в них оборудование подбирается для выполнения прежней работы, под нее же получают гранты работающие в лабораториях аспиранты, именно для выполнения таковой обучаются технические сотрудники – порою даже поставщики необходимых им материалов начинают специализироваться по тому, что лабораториям требовалось прежде. Экономисты называют это проблемой невозвратных издержек – именно она и является одной из главных причин, по которой лишь очень немногие из ведущих лабораторий остаются ведущими надолго. В наше время она же объясняет почему гигантов компьютерной индустрии то и дело обходят начинающие компании из Силиконовой долины. Майтнер, несмотря на ее наружную застенчивость, вполне могла бы стать уверенной в своих силах предпринимательницей эпохи электронной торговли.
С. 60 «Евреи представляют опасность для нашего института»: О Курте Гессе и подробностях этой истории см. статью Sallie Watkins в «A Devotion to Their Science», p. 183; а также Sime, «Lise Meittner», pp. 184-85.
С. 60 …могло отчасти тревожить совесть Гана…: Существует множество градаций виновности, к тому же, нацистом Ган, разумеется, не был. На самом деле, через несколько месяцев после прихода Гитлера к власти Ган разговаривал с Планком о необходимости протестовать против изгнания еврейских ученых из Академии. К концу 1930-х такие протесты были уже невозможны, однако множество других физиков считало своим долгом втайне помогать людям, подобным Майтнер: они просили своих иностранных коллег приглашать этих людей на заграничные коллоквиумы, подчеркивая в письмах, что вся необходимая оплата будет производиться за пределами Германии (дабы приглашаемым не отказывали в визах на том основании, что деньги поступают из Германии); иногда ставили на таких письмах даты более ранние, чтобы письма выглядели посланными до официального изгнания этих людей из научных институтов. То обстоятельство, что Ганн практически ничего подобного для своего пожизненного коллеги Майтнер не сделал, это еще не великий грех – оно показывает лишь, что Ган не смог подняться до уровня редких, обладающих более развитой нравственностью личностей, таких как другой его коллега, Штрасман.
Гораздо более серьезными – или, по крайней мере, объяснимыми лишь тем, что Ган сознавал: он сделал нечто дурное, – были послевоенные попытки Гана переписать историю его отношений с Майтнер, старания изобразить ее в интервью, данном в Стокгольме шведским газетам за неделю до нобелевской церемонии 1946 года, своей малозначительной помощницей, и более поздние насмешливые, едва ли не сокрушенно снисходительные упоминания о том, насколько бестолковы и не верны были советы, которые он от нее получал. Майтнер подозревала, что таким способом Ган пытается оправдать себя в собственных глазах – ведь если ее рядом с ним не было, как можно обвинить его в том, что он столь дурно с ней обошелся? См. Sime, «Lise Meitner», главы 8 и 14, и в особенности примечание 26 на странице 454.