Когда физики в цене
Шрифт:
Пока все просто пожимали плечами, а незаконный электрон назвали позитроном, и он спокойно дожидался признания. Времени, когда его найдут. И его действительно обнаружили! Это случилось в 1932 году. Позитрон оказался не миражем, не бредом, он существовал наяву.
Теперь уже не казалась столь невероятной мысль, что все частицы в природе существуют парами. Но если позитрон — пара электрона, значит, должны быть в мире и пары для других частиц. Если существуют атомы водорода, должны существовать и атомы антиводорода! Уравнения утверждали, что в природе наравне с веществом должно равноправно существовать
Начался невиданный ажиотаж. Многие физики побросали текущие дела и пустились на ловлю позитрона и других античастиц. Ловля продолжается по сей день. Но десяток-другой античастиц — это еще не антимир. Да есть ли вообще мир- оборотень, мир, вывернутый наизнанку, своеобразный потусторонний мир? Существует ли он на самом деле?
Озарения и заблуждения, как они уживаются между собой? Что за мосты связывают отрицательных рыб с античастицами? Где граница между вымыслом и реальностью? Как безмолвные размахи люстры или падение яблока дают толчок мысли, способной потрясти мир?
«Невозможно избавиться от ощущения, что математические формулы умнее нас и умнее даже их создателей, ибо мы извлекаем из этих формул много больше того, что было в них заложено сначала», — эти наивные, восхитительно беспомощные слова принадлежат Генриху Герцу, одному из величайших физиков прошлого века, виртуозному экспериментатору и превосходному теоретику. И сказаны они по поводу четырех уравнений, рожденных под пером английского ученого прошлого века Максвелла.
Сходно значение открытий Дирака и Максвелла: первый познакомил людей с миром антивещества, второй — с миром электромагнитных волн.
Сходна и судьба уравнений, разделенных полувеком. Непонимание, почти бойкот со стороны современников. Недоумение самих виновников рождения «джиннов».
Это подобие отражает логику развития человеческих знаний. К какой области науки мы ни обратимся, окажется, что ее развитие идет похожими путями. От все более возрастающего количества несвязанных фактов к первой попытке осознать их и далее к все углубляющемуся единству теоретических построений.
Такой путь проделало и учение об электромагнитных явлениях. Уже в древности были известны свойства магнита указывать на север и способность натертого суконкой янтаря притягивать пушинки.
Максвелл получил от своих предшественников весьма совершенные формулы, описывающие свойства электрических токов, электрических зарядов и магнитных стрелок. Но это были не связанные между собой формулы, отражающие закономерности явлений, зависимость между которыми никто не мог уловить.
Строй мыслей Максвелла не позволил ему мириться с таким положением. Он стремился понять природу, а с его точки зрения это значило — обнаружить единство в явлениях природы.
Уравнения Максвелла и есть результат объединения известных ранее независимых законов. Для такого объединения ему пришлось сделать, по существу, лишь один скачок. Но это был огромный скачок в неизвестность. Результат величайшего интеллектуального напряжения.
Максвелл предположил, что электрический ток распространяется не только по проводникам, но и сквозь изолятор. Конечно, это не обычный ток, не простой поток электронов в металле, а особый ток. Максвелл назвал его током смещения, связав сначала с небольшими смещениями зарядов в диэлектрике. Но логика потребовала, чтобы непрерывный ток существовал и в пустоте. Так родилась догадка о существовании в природе электромагнитных волн…
Любая новая теория должна четко объяснять известные факты. Теория Максвелла удовлетворяла этому требованию. Но это еще не оправдывает возникновения новой теории. Ведь известные факты обычно объясняются и старыми теориями.
Хорошая новая теория должна предсказывать явления, неизвестные ранее.
Теория Максвелла сделала это. Она предсказала существование электромагнитных волн.
Но на этой стадии возникает вопрос, с которым мы уже встречались. Правильна ли теория?
То, что она не противоречит прежнему опыту, теперь не в счет. Верны ли ее предсказания — вот единственный существенный вопрос.
Теории Максвелла пришлось ждать двенадцать лет, пока Герц своими опытами не узаконил ее существование. Если примеры Дирака и Максвелла не убеждают в закономерности ситуации, о которой хорошо сказал современный американский физик профессор Дайсон:
«Великое открытие, когда оно только появляется, почти наверняка возникает в запутанной, неполной и бессвязной форме. Самому открывателю оно понятно только наполовину. Для всех остальных оно — полная тайна», — отойдем подальше еще на два столетия.
Кто не знает истории двадцатичетырехлетнего бакалавра, укрывшегося в деревенской глуши от чумы, свирепствовавшей в английских городах. Кто не знает истории о яблоке, упавшем в саду его матери. Каждый вправе сомневаться, ибо вымысел зачастую неотделим от правды. А правда состоит в том, что Ньютон в 1666 году в письме к астроному Галлею сообщил о найденном им законе, управляющем падением тел и движением планет.
Однако, применив свою формулу к движению Луны, Ньютон вынужден был признать поражение: астрономы фиксировали местонахождение Луны вовсе не там, где следовало ей быть по формуле Ньютона. Он не захотел публиковать свой результат.
Прошло шестнадцать лет. Ньютон узнал, что значение радиуса Земли, которым он пользовался при расчетах, было неверным. Повторив вычисления с более точным значением этого радиуса, Ньютон получил прекрасное совпадение своей формулы и измерений астрономов. Дальше история больше похожа на вымысел. Здесь и пари, и соперничество, и сложные переговоры. Прошло еще четыре года, и лишь тогда, многократно убедившись, что ошибки нет, Ньютон публикует свое великое открытие — постижение тайны всемирного тяготения.
Так, в зависимости от склада характера, от темперамента каждый ученый по-своему решает вопрос о том, сколь достоверен его результат.
Но если все же допущена ошибка, если ученый заблуждается? Всегда ли заблуждение трагично?
И существуют ли заблуждения, приводящие к полезным результатам, положительно влияющие на научный прогресс?
И стoят ли ошибки внимания?
«Наша школа» № 6, 2003 г
Великие ученые интересны не только своими откровениями, но и своими заблуждениями. Виктор Шкловский — известный писатель, теоретик литературы утверждал, что «Энергия заблуждения — это энергия поиска и одновременно энергия анализа».