Текст книги "Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях"

Автор книги: Уолтер Гратцер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 27 (всего у книги 33 страниц)

Человек принципа

Джон Эденсор Литтл вуд (1885–1977) – один из самых значительных математиков XX века. Увлеченность наукой не покидала его почти до самой смерти. В 89 лет здоровье Литтлвуда серьезно ухудшилось, и он попал в кембриджский дом престарелых, где, как казалось, утратил всякий интерес к жизни. Его молодой друг, Бела Боллобас, навестил его и попытался увлечь новой математической задачей:

И вдруг Литтлвуд заинтересовался. Он пожелал узнать подробности и даже смог самостоятельно прочесть несколько вводных глав специальной монографии! Все это в возрасте 89 лет и при плохом самочувствии.

Эта история свидетельствует, что умственная работа восстанавливает силы. Боллобас отмечает, что Литтлвуд занялся той задачей всерьез; увы, результаты были опубликованы только после его смерти.

Рассказ Боллобаса можно найти в его предисловии к мемуарам Литтлвуда, где, среди прочего, имеется и поучительная история про русского математика Андрея Андреевича Маркова:

Некто, казалось, провалил защиту диссертации, но другие члены комиссии сошлись на том, чтобы признать защиту состоявшейся. Марков собирался прочесть соискателю целую лекцию о чудовищности его выступления, однако позволил мнению остальных взять верх. На смертном одре он сообщил, что никогда не мог простить себе этой слабости, и она омрачила его уход.

Littlewood’s Miscellany (Cambridge University Press, Cambridge, 1986).

Украденное изобретение

Доминик Франсуа Жан Араго (1786–1853), едва выйдя из юношеского возраста, стал лидером французской научной элиты и влиятельным политиком. В Академии наук он мастерски управлял расстановкой сил, следя за тем, чтобы новыми академиками становились самые заслуженные, а не те, чей покровитель влиятельней. На трех выборах подряд Араго расстраивал планы инженера-гидравлика Пьера Симона Жирара: всякий раз его опережал кандидат, которому Араго благоволил. За каждым таким кандидатом значились выдающиеся достижения, и их имена легко отыскать в нынешних учебниках. Во второй раз Жерара обошел на выборах Симеон Дени Пуассон (автор пуассоновского распределения в статистике и важных работ по теории упругости). Его выдвинул маркиз Пьер Симон де Лаплас, прославленный физик и математик, но добиться избрания Пуассона было (по политическим причинам) непростой задачей.

Коллеги Пуассона отличались исключительным долголетием, десятилетиями на отделении геометрии не появлялось ни одного вакантного места. Поэтому Лаплас решил, что Пуассону следует баллотироваться по отделению физики. Всю свою жизнь Пуассон держался от каких бы то ни было физических приборов на расстоянии пушечного выстрела, что, пожалуй, было весьма благоразумно: он был неуклюж, и приборам от него наверняка не поздоровилось бы. И вот Лаплас и Араго тайно сговорились, как убедить академиков и провести Пуассона по отделению физики. Как они добились цели, лучше всего иллюстрирует следующий разговор между Жаном Батистом Био, другом Араго и участником того совещания, и астрономом Алексисом Буваром. Встретившись с ним на обсерваторской аллее на следующий день (после совещания), Био спросил, за кого тот собирается голосовать. “За Жирара”, – мгновенно ответил Бувар. “Вы ошибаетесь, – возразил Био, – вы будете голосовать за Пуассона. Месье Лаплас попросил меня сообщить вам об этом” Для Бувара воля Лапласа была приказом, и он распорядился своим голосом как следовало.

Био, знаменитый физик, числился на отделении геометрии, и в последующие годы из раза в раз просил, чтобы их с Пуассоном поменяли местами, однако такой логичный ход противоречил обычаям Академии.

Со временем дружба Био и Араго дала трещину. Био, как полагали, завидовал успехам младшего коллеги в делах научных, политических и общественных, поскольку сам не мог похвастаться ни добродушием, свойственным Араго, ни сопоставимым авторитетом.

Когда Араго занял пост непременного секретаря Академии, он стал ее авторитарным правителем, и все же академики по-прежнему ему доверяли. О силе неприязни, которую они с Био испытывали друг к другу, можно судить по примечательному эпизоду, который не делает Био чести. Так случилось, что однажды в среду физики вышли одновременно из Бюро долгот. Проходя по улице Сен-Жак, Араго начал излагать принципы работы фотометра, только что изобретенного им прибора для измерения яркости света. Био отнесся к рассказу с недоверием, и, когда они поравнялись с церковью Сен-Жак-дю-Го-Па, Араго извлек из кармана ключи и нацарапал на ближайшей колонне чертеж, чтобы его мысль стала понятней.

В понедельник начиналась сессия Академии, и Био вызвался произнести речь. Услышанное привело Араго в замешательство: Био принялся объяснять, приписав изобретение себе, устройство фотометра, идеей которого Араго поделился с ним пятью днями ранее. Араго попытался его прервать, но Био спокойно продолжал. Закончил он тем, что изобразил на доске ту самую схему, которую Араго нацарапал на колонне церкви. Это было уже слишком, поэтому Араго вскочил с места и прокричал: “Это в точности тот рисунок, который я нарисовал, чтобы преодолеть ваше недоверие к принципу, который вы теперь выдаете за свой”. Био отвечал, что такого разговора не помнит. Араго тем временем потребовал, чтобы собрание немедленно отправило двоих секретарей в церковь Сен-Жак-дю-Го-Па, чтобы, отыскав указанную им колонну, те вернулись с докладом. Так и поступили. Био не дождался возвращения посыльных – он покинул здание Академии и не появлялся в ее стенах еще два года.

Много лет спустя Био яростно воспротивился идее Араго допускать публику на собрания Академии. Это, утверждал Био, возбудит в ученых непристойное тщеславие, лишит научные дискуссии блеска, а психическое состояние старейших из академиков, которых уже не стоит показывать публике, только смутит молодежь. Араго по крайней мере добился, чтобы в зал пускали журналистов – им отвели отдельную скамью.

Араго, несомненно, было не привыкать к ссорам. Он даже умудрился возбудить гнев англичан, когда, издав биографию Джеймса Уатта, которым восхищался, выступил в Глазго и в Эдинбурге. Араго сделали почетным гражданином Глазго, и перед выступлением его представлял лорд Бругэм, известный политик. Уатту Араго приписал не только изобретение парового двигателя, но также и выяснение химического состава воды. Такое утверждение (разумеется, ложное) вызвало гнев Королевского общества, члены которого прекрасно знали, что это открытие совершил не шотландец, а англичанин – достопочтенный Генри Кавендиш. Араго обвинили в том, что политические убеждения для него важнее объективности и что поэтому он ставит гений Уатта, простого шотландца, рабочего-практика, выше напряженной умственной работы аристократа Кавендиша. Королевское общество потребовало, чтобы Араго отказался от своих слов, и это требование было удовлетворено.

Подробности большей части событий, описанных выше, можно найти в книге: Daumas Maurice, Arago: La Jeunesse de la Science, 2^nd edn (Belin, Paris, 1987).

Иезуиты и бомба

Иезуиты всегда проявляли интерес к науке. Братьями этого ордена были многие знаменитые астрономы и астрофизики, и не так давно в Ватикане даже была создана астрофизическая лаборатория – наверно, в надежде дождаться откровений от небес.

В 1896 году отец Фредерик Оденбах из Иезуитского колледжа Святого Игнатия в Клевеленде, штат Огайо, заинтересовался метеорологией. Но уже через год его научные аппетиты потребовали большего, и он переключился на сейсмологию. Он сам сконструировал сейсмограф и приступил к наблюдениям. Через несколько лет работы святого отца посетило озарение: орден иезуитов обосновался чуть ли не во всех странах, а его представительства поддерживают между собой связь. Почему бы тогда не организовать сеть сейсмологических станций по всему миру и не регистрировать движения земной коры повсеместно?

В 1909 году отец Оденбах разослал во все иезуитские колледжи Северной Америки письмо с просьбой о помощи. “Если каждый из множества наших колледжей затратит немного усилий, – писал он, – мы совершим великий прорыв в сейсмологии”. Вскоре в иезуитских колледжах, разбросанных по территории США и Канады, действовали уже 18 сейсмографов. Однако война и невзгоды, которые она с собой принесла, сделали свое дело, и проект приостановился до 1925 года, когда уже другой иезуит, отец Джон Макелвейн, профессор геофизики в Университете Вашингтона в Сент-Луисе, штат Миссури, возродил это начинание. Сейсмологические станции иезуитов появились в Австралии, Англии, Боливии, Венгрии, Гренаде, Испании, Китае, Колумбии, Ливане, а также на Кубе, Мадагаскаре и Филиппинах. Существование сети поначалу особо не афишировали, опасаясь, что пойдут слухи – якобы орден замышляет всемирный заговор. Однако энтузиастов проекту хватало, и, когда его рост столкнулся с неизбежной нехваткой денег, участники начали с профессиональным рвением рекламировать свою затею.

В 1954 году затею иезуитов ждал успех: некто отец Рейнбергер из Сиднея обнаружил на ленте сейсмографа небольшой всплеск, который по времени совпал со взрывом водородной бомбы на атолле Бикини в Тихом океане. Иезуитским станциям по всему миру было приказано сверить показания приборов, и оказалось, что зафиксированы все четыре этапа недавних термоядерных испытаний. Так начался всемирный мониторинг атомных взрывов. Взрывы отличались одной полезной для геофизиков особенностью: выяснилось, что каждый раз, когда бомбу приводят в действие, часы показывают в точности пять минут нового часа, поэтому наблюдатели могли подготовиться к взрыву заранее и следить в реальном времени за тем, как сейсмическая волна проходит по земному шару, ослабевая по пути. Однако, как и следовало ожидать, геофизикам отказали в просьбе взрывать водородные бомбы в удобное им время.

Wood Robert Muir, The Dark Side of the Earth (Allen and Unwin, London, 1985).

Хорьки и вирусы гриппа

Изучение вирусов обычной простуды и гриппа стало возможным только тогда, когда штамм первого такого вируса был выведен в лаборатории. Риновирусы, как их принято называть, долгие годы сопротивлялись попыткам ученых проделать что-нибудь подобное. Успеха в конце концов добились сотрудники лондонского Национального института медицинских исследований.

Они перепробовали все известные подходы, пытаясь заразить человеческим гриппом самых разных животных – морских свинок, мышей, кроликов, хомяков, ежей и обезьян – при помощи жидкости, которой промывали горло больные, и биоматериала легких, извлеченного при вскрытии жертв болезни. Эти препараты вводились в брюшную полость, мозг и семенные железы, но все оказывалось впустую.

В 1933 году Уилсон Смит решил поэкспериментировать с хорьками, которых держали в лаборатории для другого исследования, посвященного собачьей чумке. Смиту пришла в голову мысль – теперь, задним числом, это кажется абсолютно очевидным – вводить вирусосодержащие препараты через нос. Один из коллег Смита тогда как раз заболел гриппом, и ученый закапал в нос двум хорькам жидкость, которой его сотрудник промывал горло. Уже через несколько дней в лабораторном журнале появилась запись: “Хорек номер один выглядит удручающе: вокруг носа слабые выделения, предположительно гнойные; глаза тоже влажные и слезятся”. Со вторым хорьком вскоре случилось то же самое. Довольно скоро Смит заболел гриппом и сам: заразился, когда хорек чихнул ему в лицо. Вирус, найденный в горле ученого, как и следовало ожидать, был того же типа, что и вирус в организме хорьков, и отличался от вируса, который той зимой распространялся среди людей. Так было установлено, что грипп передается от хорьков к человеку и от человека к хорькам, а так называемый вирус WS-типа сделался классическим объектом для изучения гриппа.

История скомпилирована из рассказов разных людей, которые молено найти в The Lancet, ii, 66 (1933J; Nature, 207,1130 (1966); Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 12, 479 (1965J.

Оценка истинного мужчины

Сесилия Пейн-Гапошкина (1900–1979) была великолепным астрономом и, несомненно, добилась бы большего, когда бы ее коллеги-мужчины не испытывали к женщинам-ученым такой острой неприязни.

Поступив в Кембридж сразу после Первой мировой войны, Пейн сначала собиралась стать биологом, а физика для нее была всего-навсего одной из дисциплин, включенных в экзамен на получение отличия по естественным наукам. Но в конце концов она попала в Кавендишскую лабораторию, проникнутую духом женоненавистничества. Особенно этим отличался Эрнест Резерфорд, на лекциях которого ей как единственной женщине полагалось сидеть на переднем ряду и выслушивать его издевательства.

Лабораторный практикум был территорией доктора Сирла – он, этакая неуравновешенная бородатая Немезида, посеял ужас в моем сердце. Если кто-нибудь совершал промах, он тут же велел провинившемуся “встать в угол”, как непослушному ребенку. Студенток он терпеть не мог. Сирл заявлял, что они дурно влияют на магнитные установки, и не раз я слышала, как он кричит: “Выйдите и снимите свои корсеты” – этим приспособлением в те времена пользовались большинство девушек, а тогда сталь как раз начала вытеснять китовый ус, из которого каркасы корсетов делались прежде. Несмотря на все свои выходки, Сирл блестяще обучил нас точным измерениям и обработке данных.

Прозрение пришло к Сесилии Пейн однажды вечером, когда, по ее словам, перед ней внезапно распахнулась дверь в новый мир:

В большом зале Тринити-колледжа должна была состояться лекция. Профессор Эддингтон собирался огласить результаты своей экспедиции в Бразилию (так написано у Пейн), предпринятой по поводу затмения 1918 года. Четыре приглашения на лекцию раздали студентам Ньюнхем-колледжа, и (по чистой случайности – просто один из моих друзей не смог пойти) одно досталось мне.

Большой зал был переполнен. Докладчик оказался стройным и смуглым молодым человеком. Он говорил, совершенно не глядя на публику, как-то отрешенно, словно для себя. При этом он кратко, доступным языком изложил суть теории относительности – и едва ли кто-либо справился бы с этим лучше него; рассказал про сжатие Лоренца – Фитцджеральда (известный релятивистский эффект), про эксперимент Майкельсона – Морли (измерение скорости света) и про выводы, следовавшие из него (в частности, устранение из физики понятия эфира, в строгом согласии с теорией Эйнштейна). Затем он перешел к смещению изображений звезд вблизи солнечного диска, которое предсказал Эйнштейн, и сообщил, как он проверял это предсказание.

После той лекции вся картина мира, существовавшая в моем сознании, полностью преобразилась. Я была потрясена – выходит, всякое движение относительно! Вернувшись к себе в комнату, я обнаружила, что могу по памяти записать лекцию, слово в слово… Кажется, потом я не спала три ночи подряд. Мой мир встряхнули с такой силой, что я пережила нечто похожее на нервное расстройство.

После той знаменательной лекции Сесилия Пейн погрузилась в астрономию с головой. Каждую книгу на эту тему, которую удавалось найти в библиотеке, она жадно прочитывала, а гигантский труд Анри Пуанкаре под названием “Космогонические гипотезы” стал для нее, как отмечала Пейн, постоянным источником вдохновения:

В обсерватории намечалась ночь открытых дверей. Я села на велосипед и, проехав Мэдинглей-роуд, увидела толпу, окружившую телескоп Шинкшенса – забавный инструмент, который, по словам Уильяма Маршалла Смита (астронома Лондонской обсерватории), “совмещал в себе все недостатки рефракторов и рефлекторов, вместе взятых”… Грубоватый, но благодушный Генри Грин, второй помощник астронома, настроил телескоп. И вот уже я рассматриваю двойную звезду, компоненты которой различаются цветом. “Как такое может быть, – спросила я, – если их возраст одинаков?” Грин не нашелся, что ответить, а когда я вконец доняла его расспросами, окончательно сдался. “Я, пожалуй, оставлю вас за главного”, – сказал он и убежал вверх по лестнице. К тому времени он успел навести инструмент на спиральную туманность Андромеды. Я принялась разглагольствовать о ней (да простит Господь мою самоуверенность!), стоя с маленькой девочкой на руках и показывая ей, куда глядеть. Тут я услышала мягкий смешок за спиной и, обернувшись, увидела Эддингтона.

Как выяснилось, Генри Грин заявился к нему в “профессорский кабинет” и попросил помочь. Он сказал: “Там одна женщина задает вопросы”. Мой час настал, и таким случаем нельзя было не воспользоваться. Я выпалила, что мечтаю стать астрономом. Интересно, тогда или все-таки потом он произнес фразу, которая впоследствии помогла мне пережить множество отказов: “Я не вижу непреодолимых препятствий этому”. Тогда я поинтересовалась, что мне следует прочесть. Он упомянул несколько книг, и я поняла, что все их уже прочла. Поэтому он порекомендовал мне Monthly Notices ("“Ежемесячные записки”) и Astrophysical Journal (“Астрофизический журнал”). Их можно было найти в библиотеке обсерватории, которой, как он заявил, я теперь смогу беспрепятственно пользоваться. Перефразируя надпись на могиле у Гершеля, он открыл мне двери Царствия Небесного.

Энтузиазм и целеустремленность Сесилии Пейн заслужили уважение среди кембриджских астрономов. Вот как она познакомилась с одним из самых известных среди них:

Как-то днем я подъехала на велосипеде к Солнечной обсерватории; у меня в голове вертелся один вопрос. Там я увидела молодого человека, чьи светлые волосы ниспадали на глаза: сидя на крыше одного из зданий, он пытался ее отремонтировать. “Я приехала спросить, – прокричала я ему, – почему эффект Штарка (расщепление линий спектра в электрическом поле) не наблюдается в звездных спектрах?” Он слез с крыши и представился Эдуардом Артуром Милном, вторым человеком в обсерваторской группе. Позже он стал моим хорошим другом и вдохновлял меня своим примером. Но он не знал ответа на вопрос, который продолжал меня занимать.

Несмотря на поддержку Милна и Эддингтона, Сесилия Пейн не могла проникнуть в удушливый мир британской астрономии, и поэтому она отправилась в Америку, в Гарвард, где достигла карьерных высот. Самая знаменитая из ее работ посвящена химическому составу Солнца. Она показала, что общепринятая интерпретация линий в солнечном спектре – согласно которой в глубинах Солнца скрываются огромные запасы железа – неверна. Солнце, как ей удалось выяснить, состоит главным образом из водорода, а остальное – гелий. Этот результат, изложенный в ее докторской диссертации, был для гарвардской академической элиты тогда слишком революционным и вызывал только насмешки, особенно со стороны предводителя американских астрономов, высокопарного и могущественного Генри Норриса Рассела.

Но прошло несколько лет, и выводы Сесилии Пейн были подтверждены и приняты большинством ученых. Из ее работ вытекал простой ответ на вопрос, откуда у Солнца практически неисчерпаемый источник энергии. Этот источник энергии – термоядерная реакция. Теоретический анализ, подтвердивший правоту Пейн, проделал не кто иной, как сам Рассел. Наконец он стал воспринимать ее всерьез – но, разумеется, так и не извинился за прежнее недоверие. Руководство Гарварда не сочло нужным хоть как-нибудь облегчить жизнь автору громкого открытия, и, несмотря на масштабы ее достижений, Пейн загрузили преподаванием настолько, что она была вынуждена практически прекратить свои исследования. Ею восхищались как преподавателем, и в конце карьеры она успела поучаствовать в одном научном проекте со своей дочерью, которая вслед за ней увлеклась астрономией – правда, уже наступила более просвещенная эпоха. К тому времени сама Сесилия Пейн стала профессором, главой астрономического факультета Гарварда. Ее мужем был астроном из России, Сергей Гапошкин – она познакомилась с ним в Европе, когда ему решительно не везло. В конце концов он нашел место на ее факультете в Гарварде. Он так никогда и не стал кем-то большим, чем ассистент собственной жены, и, как рассказывают, однажды заметил, бессознательно преувеличивая: “Сесилия даже более великий ученый, чем я”.

В своих воспоминаниях Сесилия Пейн советует тем, кто стремится стать ученым:

Молодые люди, а особенно молодые девушки, часто спрашивают у меня совета. Вот он – valeat quantum[21]21
  Здесь: Не знаю, насколько он ценен (лат.).


[Закрыть]. Не стоит искать научной карьеры ради славы или денег. Есть более легкие пути добиться и того и другого. Идите в науку, только если ничто иное вас не удовлетворяет; потому что ничего иного, кроме собственного удовлетворения, вы и не получите.

Процитированные отрывки взяты из книги: Payne-Gaposchkin Cecilia, ed. Katherine Harramundanis, An Authobiography and Other Recollections (Cambridge University Press, Cambridge, 1984). Cm. также: Greenstein George, Portraits of Discovery (Wiley, New York, 1998) (автор последней книги – астроном).