Прямоходящие мыслители. Путь человека от обитания на деревьях до постижения миро устройства

Млодинов Леонард

Легко понять отчаяние Борна или Паули: квантовая теория – крепкий орешек не только сама по себе, но и созревала она в трудное время. Большинство пионеров кванта трудились в Германии или перемещались между Германией и институтом, на который Бор собрал деньги и который учредил в 1921 году при Университете Копенгагена, и потому им суждено было вести исследования нового научного порядка в поры, когда общественный и политический порядок распался и превратился в хаос. В 1922 году убили министра иностранных дел Германии. В 1923-м курс немецкой марки рухнул до одной триллионной ее довоенной цены, и на покупку килограмма хлеба требовалось пятьсот миллиардов «немецких талеров». И все же новые квантовые физики искали подпитки в понимании атома и вообще глубинных законов природы, действующих в этих мельчайших масштабах.

И подпитка наконец начала поступать – в середине того же десятилетия. Поступала она урывками, и первая статья на эту тему была опубликована в 1925 году – двадцатитрехлетним Вернером Гейзенбергом (1901–1976).

* * *

Гейзенберг родился в немецком Вюрцбурге,

в семье преподавателя классического немецкого языка, и с самого детства было ясно, что он гениален – и азартен [376] . Отец поддерживал в нем дух соперничества, и Гейзенберг частенько дрался со своим старшим братом-погодком. Противостояние вылилось в кровавый мордобой – мальчишки избили друг друга деревянными стульями, после чего объявили перемирие, кое затянулась в основном потому, что каждый пошел своим путем, оставив дом, и братья до конца своих дней не перемолвились ни словом. Позднее Гейзенберг с той же свирепостью бросался в атаку на любые препятствия в своей работе.

376

Исчерпывающая биография Гейзенберга – David C. Cassidy, Uncertainty: The Life and Times of Werner Heisenberg (New York: W. H. Freeman, 1992).

Вернер всегда очень лично воспринимал любой сопернический вызов. Никакого особого таланта к лыжам у него не было, но он натренировался и стал отличным лыжником. Научился бегать на длинные дистанции. Освоил виолончель и фортепиано. Но, самое главное, еще в школе он обнаружил, что у него талант к арифметике, и он увлекся математикой и ее приложениями.

Летом 1920 года Гейзенберг решил получить докторскую степень по математике. Чтобы включиться в программу, необходимо было договориться с сотрудником факультета о покровительстве, и, спасибо отцовым связям, Гейзенберг смог добиться собеседования с известным математиком Фердинандом фон Линдеманом в Университете Мюнхена. Собеседование получилось не из категории приятных, таких, знаете, с чаем и тортиком «Шварцвальд» и рассказами о том, как все наслышаны о гении претендента. Напротив, оно оказалось из скверных: Линдеман, которому оставалось два года до пенсии, был глуховат, не слишком заинтересован в студентах-первогодках и все собеседование держал на столе пуделя, а тот лаял так громко, что Гейзенберга и слышно-то не было. Но под конец шансы Гейзенберга, похоже, обнулились совсем, когда он помянул прочитанную им книгу по Эйнштейновой теории относительности, авторства математика Германа [Херманна] Вейля. Услыхав об интересе молодого человека к книжкам по физике, теоретик чисел Линдеман резко свернул собеседование словами: «В таком случае вы совершенно потеряны для математики» [377] .

377

David C. Cassidy, Uncertainty: The Life and Times of Werner Heisenberg , стр. 99-100.

Этим замечанием Линдеман, быть может, имел в виду, что интерес к физике указывает на дурной вкус, хотя сам я как физик хотел бы думать: старый математик подразумевал, что осведомленность Гейзенберга о куда более интересном предмете помешает ему проявить необходимое в математике терпение. Так или иначе высокомерие Линдемана и его зашоренность изменили ход истории: прими он Гейзенберга, физика потеряла бы человека, чьи мысли стали сутью квантовой теории [378] .

378

Забавно, что Линдеман пробовал свои силы в физике – безуспешно. Он памятен в первую очередь доказательством невозможности построения квадратуры круга (построить квадрат той же площади, что и заданный круг, при помощи лишь циркуля и линейки нельзя).

Отвергнутому Линдеманом Гейзенбергу мало что оставалось на выбор, и он решил добыть утешительный приз в докторской степени по физике под руководством Арнольда Зоммерфельда, большого поклонника Боровской модели атома, внесшего в нее немалый вклад. Зоммерфельд, худой, лысеющий мужчина в роскошных усах и без всякого пуделя, изрядно изумился, узнав, что юный Гейзенберг разобрался в книге Вейля. Не чрезмерно, чтобы тут же взять Гейзенберга к себе, но все же достаточно, чтобы принять его под крыло на время. «Быть может, вы что-то знаете, а может, не знаете ничего, – сказал Зоммерфельд. – Вот и поглядим» [379] .

379

Cassidy, Uncertainty, стр. 100.

Гейзенберг, конечно же, что-то знал. Этого «чего-то» хватило, чтобы он в 1923 году защитил докторскую диссертацию у Зоммерфельда, а в 1924-м получил еще более высокую степень – doctor habilitatus, потрудившись под началом Борна в Гёттингене. Но его путь к бессмертию по-настоящему начался позже, с визита в Копенгаген к Нильсу Бору осенью 1924 года.

Когда прибыл Гейзенберг, Бор руководил бесплодными попытками улучшить свою модель атома, и Гейзенберг присоединился к нему. Я сказал «бесплодными» не потому, что они в итоге пропали втуне, а из-за их целей: Бор хотел избавить свою модель от

фотона, Эйнштейнова кванта света. Странное, казалось бы, дело: именно мысль о световом кванте подтолкнула Бора думать о том, что у энергии атома могут быть лишь некоторые дискретные значения. Все же Бор, как и многие физики, в действительность фотона верил без охоты и потому задался вопросом: можно ли разработать версию Боровской модели атома, в которой фотона не будет? [380] Бор считал, что можно. Мы уже знаем, как Бор корпит над теми или иными представлениями и преуспевает, но тут он корпел безуспешно.

380

Olivier Darrigol, From c-Numbers to q-Numbers: The Classical Analogy in the History of Quantum Theory (Berkeley: University of California Press, 1992), стр. 218–24, 257, 259; Cassidy, Uncertainty, стр. 184–190.

В поры моего студенчества мы с друзьями боготворили многих физиков. Эйнштейна – за его непрошибаемую логику и радикальные мысли. Фейнмана и британского физика Поля Дирака (1902–1984) – за изобретение с виду противозаконных математических понятий и получение с их помощью потрясающих результатов. (Математики позднее все же совладают с ними и теоретически.) А Бора – за его чутье. Мы думали о них как о героях, сверхчеловеческих гениях, чье мышление всегда было ясным, а видение – верным. Ничего необычного в этом нет, думаю: все художники, предприниматели и фанаты спорта могут назвать людей, которых считают исполинами.

Когда я был студентом, нам говорили, до чего могучим было чутье Бора в квантовой физике – словно «прямая линия с Богом». Обсуждение рассвета квантовой теории часто включает великие прозрения Бора, однако редко поминаются его многочисленные заблуждения. Это естественно: выживают лишь дельные соображения, а ошибочные забываются. Увы, у нас при этом складывается ложное впечатление, что наука гораздо прямее и проще – по крайней мере, для некоторых «гениев», – чем она есть на самом деле.

Великий баскетболист Майкл Джордан однажды сказал: «Я за свою карьеру пропустил больше девяти тысяч мячей. Проиграл почти триста игр. Двадцать шесть раз мне доверили решающий бросок, и я его запорол. Я ошибался и проигрывал, ошибался и проигрывал. И потому преуспел» [381] . Он произнес это в рекламе «Найки», поскольку знать, что даже легенды проигрывают, но продолжают свое дело невзирая на неудачи, – штука вдохновляющая. Но в поле первооткрывательства и нововведений столь же ценно знать о заблуждениях Бора или о бесплодных попытках Ньютона в алхимии, чтобы признать: наши интеллектуальные идолы тоже приходили к ложным выводам, и неудачи их столь же громадны, как и те, что случаются с нами.

381

«Фиаско», телереклама (1997), по состоянию на 27.10.2014, https:// www.youtube.com/watch?v=45mMioJ5szc.

Бор, похоже, считал свою модель атома слишком радикальной, и это, да, интересно, но неудивительно: в науке, как и в обществе, все строится на определенных общих представлениях и верованиях, и Боровская модель в них не встраивалась. И потому все пионеры науки от Галилея и Ньютона до Бора и Эйнштейна – и далее – одной ногой стояли в прошлом, хотя воображение помогало им творить будущее.

В этом «революционеры» науки ничем не отличаются от впередсмотрящих в других областях. Взять, к примеру, Авраама Линкольна [Эйбрэхэма Линкена] [382] , освободителя рабов Американского Юга, который все же так и не смог избавиться от архаической веры, что расы никогда не смогут жить вместе в «общественном и политическом равенстве». Сам Линкольн понимал, что взгляды человека на рабство могут противоречить его терпимости к расовому неравенству. Но он отстаивал свое принятие превосходства белых, утверждая, что, «согласуется со справедливостью» такая позиция или нет, дело не в этом, а в том, что белое превосходство есть «всеобщее ощущение» [383] , от коего, «благонамеренно оно или нет, нельзя взять и отказаться». Забыть о белом превосходстве, иными словами, даже для самого Линкольна было слишком радикальным шагом.

382

Дебаты Линкольна-Дугласа в Чарльстоне, Иллинойс, 18.09.1858, по состоянию на 07.11.2014,debate4.htm.

383

Обращение Авраама Линкольна в Пеории, Иллинойс, 16.10.1854; см. Roy P. Basler, ed., The Collected Works of Abraham Lincoln, т. 2 (New Brunswick, N.J.: Rutgers University Press, 1953-55), стр. 256, 266.

Если поспрашивать людей, почему они убеждены в том или этом, они обычно не настолько открыты и осознанны, как Линкольн. Мало кто признается, как это, по сути, сделал 16-й американский президент, что верит в то или это, потому что все в это верят. Или «потому что я всегда так считал», или «потому что меня научили в это верить семья и школа». Но, как отмечал Линкольн, это благонамеренная часть доводов. В обществе единые для всех ценности создают культуру, но временами – и несправедливость. В науке, искусстве и других областях, где важны творчество и новаторство, общие верования могут воздвигать барьеры на пути мышления. И поэтому перемены зачастую происходят рывками, и поэтому же Бор увяз в попытках видоизменить свою теорию.