Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях - Уолтер Гратцер

Когда ему посоветовали поторопиться, студент начал так:

“Во-первых, можно вылезти с барометром на крышу небоскреба, сбросить его оттуда и засечь время, за которое он долетит до земли. Высота здания выводится по формуле Н=о.5gt2, но барометра мы лишимся.

Или, — продолжал он, — если на улице солнечно, можно измерить высоту барометра, затем поставить его вертикально и измерить длину тени. Затем, зная длину тени небоскреба, из простой арифметической пропорции получить его высоту.

Но если вам хочется действовать строго по-научному, к барометру следует привязать короткую нить и раскачать его как маятник — сначала на земле, а потом на крыше небоскреба. Высота выводится из разности ускорений свободного падения, получаемых из уравнения Т=2ω(1 /g)1/2.

Или, если у небоскреба имеется пожарная лестница, проще всего будет подняться по ней, делая отметки с интервалом в длину барометра, а в конце перемножить одно на другое.

Или, если вам просто хочется поступить шаблонно и скучно, вы, разумеется, можете использовать барометр для оценки атмосферного давления на уровне крыши и на уровне земли, а потом перевести величину в миллибарах в футы и получить высоту.

Но, поскольку нас регулярно призывают проявлять независимость мышления и применять научный метод, безусловно, лучшим выходом будет постучаться в комнату вахтера и сказать ему: “Хотите прекрасный новый барометр? Я отдам его вам, как только вы сообщите мне высоту небоскреба”.

Студента звали Нильс Бор. Прошли годы, и он получил Нобелевскую премию по физике.

Бор определенно имел привычку задумываться, невероятно сосредоточившись, перед тем как выдать ответ на какой-нибудь вопрос. Вот как это описывает физик Джеймс Франк, которого цитирует Пайс:

Иногда он просто сидел с идиотским видом. Лицо теряло осмысленное выражение, руки свисали, и вы не могли знать наверняка, способен ли этот человек хотя бы видеть. В такие минуты его ничего не стоило принять за идиота. В нем не было ни капли жизни. Затем вы внезапно замечали, как по нему разливается сияние и пробегает искра, и вот он уже говорит: “Теперь я знаю!” Такая сосредоточенность завораживает… Вы не видели Бора в юности: иногда совершенно пустое лицо и полная бездвижность. Это было важным ингредиентом сосредоточенности. Я уверен, то же самое случалось в минуты глубоких раздумий с Ньютоном.

По мнению многих, Бор был самым глубоким мыслителем среди физиков-теоретиков. Однако, если он говорил, ему редко удавалось внятно донести мысли до слушателей. Его своеобразную манеру вести публичные лекции живее всего описывает Абрахам Пайс, друг и протеже Бора:

Главной причиной было то, что, говоря, он в то же время был весь в своих мыслях. Помню, как однажды, закончив излагать часть доказательства, Бор произнес: “И… и…”, замолчал на секунду и добавил: “Но…”, а потом продолжил. Между “и” и “но” он успел продумать следующий шаг. Тем не менее он просто забыл проговорить его вслух и поспешил дальше.

Вот еще одно описание Бора на лекции:

Величайшего из физиков, Нильса Бора, я впервые услышал в Эдинбурге. К концу сессии, посвященной основаниям квантовой механики, он встал и произнес некое чрезвычайно важное замечание. До этого момента я бесстыдно пробрался в первый ряд, поскольку не хотел упускать ни слова из того, что скажет этот великий человек, а меня предупреждали, что понять его непросто. (Позже, на международной конференции с синхронным переводом, я узнал, что когда Бор выступал на “английском”, то специальный синхронист переводил его речь на английский.) Несколько минут он говорил низким горловым голосом (который больше напоминал тихий шепот), отчеканивал каждое слово со страшной интонацией и время от времени размечал свою речь взмахами рук. Любой профан бы понял, что Бор говорит нечто чрезвычайно важное. Важность его слов не ускользнула и от меня, зато совершенно ускользнул смысл. Я не понял ни одной фразы целиком. Когда аплодисменты стихли, я спросил у соседа, Леона Розенфельда (физика родом из Бельгии, который знал французский, английский, немецкий, датский и “борский”, поскольку он работал главным ассистентом у Бора в Копенгагене): “Что же он сказал в своем заключении?” — “Он сказал, что сессия у нас была долгой и интересной, что каждый наверняка очень устал и что пришло время освежиться”.

Бор, разумеется, о своих коммуникативных трудностях не догадывался. Пайс вспоминает, что ученый был совершенно ошеломлен, когда кто-то из коллег на это мягко намекнул. “Только представь, — жаловался Бор Пайсу, — он думает, что я плохой лектор”.

Бора знали и уважали везде. Он был человеком невероятной нравственной смелости и интеллектуальной честности, но при этом полностью лишен тщеславия.

Когда Бор приехал в Физический институт Академии наук СССР, то на вопрос, как ему удалось создать первоклассную школу физиков, он ответил: “Наверное, потому, что я никогда не стеснялся признаться своим студентам, что я — дурак”.

Е.М. Лифшиц, переводя Бора, в этом месте ошибся, и в его редакции фраза прозвучала несколько иначе: “Наверное, потому, что я никогда не стеснялся признаться своим студентам, что они дураки”.

Реплика вызвала в аудитории оживление. Затем Лифшиц поправился и извинился за случайную оговорку. Однако П.Л. Капица, присутствовавший в зале, весьма глубокомысленно заметил, что это никакая не оговорка. Фраза точно отражала главное отличие школы Бора от школы Ландау, к которой принадлежал Е.М. Лифшиц.

Лев Давыдович Ландау — великий физик, известный своим высокомерием и политическим безрассудством. Многотомный учебник по теоретической физике Ландау и Лифшица был и остается библией для физиков. В 1930-х годах Ландау был арестован за политическую неблагонадежность и наверняка погиб бы в застенках, не вступись за него Капица. Острый на язык Ландау встретил равного в Вольфганге Паули: однажды продемонстрировав Паули свою работу, он с вызовом спросил, считает ли тот ее бессмыслицей. “Вовсе нет, вовсе нет, — отреагировал Паули. — У вас такая путаница в мыслях, что я просто не в состоянии разобраться, бессмысленны они или нет”.

Биография Бора в книге: Pais Abraham, Niels Bohr's Times (Oxford University Press, Oxford, 1991). Беспомощным слушателем лекции Бора оказался русско-французский физик Абрагам Анатоль (Abragam Anatole), автор книги Time Reversal: An Autobiography (Clarendon Press, Oxford, 1989). История про Бора и Лифшица приводится по русскому изданию “Физики шутятп (МИР, Москва, 1968).

Дальтонизм Дальтона

Джон Дальтон (1766–1844) — уроженец Манчестера, который в последние годы XVIII столетия нашел рациональное объяснение атомной теории строения вещества. Его выводы были основаны на кропотливых опытах по комбинированию весов простых веществ: он заключил, что атомы любого элемента не различаются между собой, а с атомами других элементов сочетаются в жестко заданных пропорциях.

Дальтон был квакером. Наверняка он шокировал скромно одетых единоверцев своим видом, когда появлялся на улице в пурпурной докторской мантии. Дело в том, что Дальтон страдал цветовой слепотой. Своим названием ему обязаны сама болезнь (дальтонизм) и те, кто ею больны (дальтоники). Вот как он обнаружил свой недостаток и его наследственную природу:

Я всегда придерживался мнения — хотя, может, и нечасто им делился, — что некоторые цвета названы необдуманно. Термин “розовый” (pink) в отношении гвоздики (гвоздика по-английски тоже pink) казался довольно разумным, но когда “розовый” заменяли “красным”, я считал это в высшей степени неверным. По моим понятиям, это должен был быть синий, так как розовый и синий кажутся мне очень близкими (розовый, о котором тут речь, должен быть скорее лиловым — Дальтон, судя по всему, был нечувствителен к красной составляющей цвета); тогда как между красным и розовым вряд ли есть хоть какая-то связь.

В ходе занятий науками меня особенно увлекла оптика, и я обстоятельно изучил теорию света и цвета прежде, чем узнал о каких-либо странностях моего зрения. Я, однако, уделял не слишком много внимания различению цветов на практике, в чем, как мне казалось, виновата запутанность их номенклатуры. Начиная с 1790 года занятия ботаникой вынудили меня относиться к цветам внимательней. С названиями “белый”, “желтый” и “зеленый” я освоился быстро. “Голубой”, “фиолетовый”, “розовый” и “малиновый” оказались хуже различимы; в соответствии с моей догадкой все они соответствовали “синему”. Часто я всерьез спрашивал кого-нибудь, розовый цветок перед нами или голубой, но обычно все думали, что я хочу над ними пошутить. Несмотря на это, меня так и не смогли убедить в необычности моего зрения, пока осенью 1792-го я случайно не увидел цветок Geranium zonale при свете свечи. Цветок был розовым, но мне он казался почти что небесно-голубым; будучи освещен свечой, он, однако, удивительно переменился — полностью лишившись всех оттенков синего, он стал тем, что я называю “красным” — этот цвет с синим решительно контрастирует. (По существу, это был черный или серый.) Не сомневаясь теперь, что смена цвета проявится одинаково для всех, я попросил нескольких своих друзей пронаблюдать за этим явлением со мной; больше всего меня удивило, когда все — за исключением брата, который увидел то же, что и я, — согласились, что цвет качественно не изменился по сравнению с дневным оттенком. Это наблюдение отчетливо показало, что мое зрение отлично от зрения всех остальных.