Наблюдения и озарения или Как физики выявляют законы природы - Марк Перельман

На могиле Планка нет надписи — стоит этот знак и годы рождения и смерти.

2

Зельдович Я. Б., Хлопов М. Ю. Драма идей в познании природы // Библиотечка «Квант». Вып. 67. М.: Наука, 1988.

3

Время от времени появляются «революционные» пересмотры всей исторической хронологии. Последней по времени стала не признаваемая другими учеными попытка известного математика А. Т. Фоменко пересмотреть мировую историю (в сторону сокращения примерно вдвое ее длительности) на основе исправленной им датировки солнечных затмений и без учета методов физики.

4

Вообще говоря, схожие идеи выдвигали Хантаро Нагаока в 1904 г., Дж. Стони в 1906 г. и др., но как чисто умозрительные соображения, и все они с негодованием отвергались.

5

См.: Перельман М. Е. Наблюдения и озарения, или Как физики выявляют законы природы От Аристотеля до Николы Теслы. М.: URSS, 2012 (далее: Перельман М. Е. От Аристотеля до Николы Теслы). Раздел III. Глава 1.

6

См.: Перельман М. Е. От Аристотеля до Николы Теслы. Раздел II. Глава 1.

7

См.: Там же. Раздел III. Глава 2.

8

Вспоминается такая история. Двое моих приятелей, молодые, но уже зарекомендовавшие себя теоретики, чуть ли не год безуспешно возились с каким-то уравнением. Наконец, директор их института, друживший с Ландау, не выдержал и понес ему листок с уравнением: Ландау долго отказывался на него взглянуть (любимая фраза в таких случаях: «Вас много, а я один!»), но все же взял и через пару часов, вернувшись от зубного врача, отдал тот же листок с решением на обороте — он сказал, что решал, пока ему сверлили зуб, чтобы отвлечься от боли… Один из приятелей впал после этого в глубокую депрессию — такой удар по самолюбию!

9

С. М. Улам — выдающийся польско-американский математик, написал любопытную книгу воспоминаний: Улам С. М. Приключения математика. М.: РХД, 2001.

10

Автору удалось получить правильные наборы этих величин по-иному, используя понятия длительности взаимодействий (2007).

11

Полное собрание сочинений Эйнштейна в 35 томах издается совместно Еврейским университетом в Иерусалиме (университет был открыт лекцией Эйнштейна в 1925 г.) и Институтом перспективных исследований в Принстоне, США, где Эйнштейн работал с 1933 г. до конца жизни. На русском языке издано в 1965–1967 гг. одно из самых полных собраний его научных работ в 4 томах, вышло 13 томов «Эйнштейновских сборников» Эйнштейновского комитета Академии наук СССР.

Эйнштейн нередко обсуждал философские проблемы с Бертраном Расселом и Куртом Геделем, когда все они жили в Принстоне. Помимо Канта, он штудировал Платона, Б. Спинозу, Д. Юма, Дж. С. Милля. Эти и некоторые другие сведения в основном из книг. Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. М.: Наука, 1989; Хофман Б. Альберт Эйнштейн, творец и бунтарь. М.: Прогресс, 1983 (авторы, известные физики, сами много общались с Эйнштейном). См. также: Зелиг К. Альберт Эйнштейн. М.: Атомиздат, 1966.

12

Рассуждения здесь не слишком строги, они были уточнены им при рассмотрении импульса квантов. Однако уже в этой статье рассмотрены возможности таких процессов, которые в будущем были названы антистоксовыми, а также возможность поглощения нескольких квантов с последующим испусканием одного, т. е. процесса сложения частот, основы развиваемой с 1960-х гг. физики многофотонных процессов.

13

В современной физике масса движения обычно не вводится, т. к. эквивалентна энергии; как масса рассматривается только масса покоя.

14

Игорь Евгеньевич Тамм (1895–1971) был не только замечательным физиком-теоретиком, по словам А. Д. Сахарова, «в нем, наряду с Ландау, советские физики-теоретики видели своего заслуженного и признанного главу».

15

Эти воспоминания Эйнштейна представляются психологически очень важными. Они показывают, что идея формируется в подсознании и потом, как-то сразу, прорывается в сознание. Такое утверждение Эйнштейн высказывает уже на склоне лет в автобиографических записках. Психологически удивительным является и обращение Эйнштейна к давно, казалось бы, пройденным этапам истории, к классикам науки.

16

Практически все книги писал Евгений Михайлович Лифшиц (1915–1985), обозленные популярностью «Курса» завистники бурчали, что в книгах нет ни одной фразы Ландау и ни одной мысли Лифшица. Это достаточно далеко от истины: последние два тома вышли через много лет после кончины Ландау. Запланированное некогда в 4 книгах последнее издание, под редакцией Льва Петровича Питаевского (р. 1933), вышло в 10 томах.

17

Превосходное популярное изложение основ квантовой теории, хотя и с некоторыми расчетами, дано во втором томе «Физики для всех» Леона Купера (о нем самом — ниже, при рассмотрении сверхпроводимости).

18

В письме Эйнштейну от 23 апреля 1926 г. он пишет: «Все это дело не возникло бы ни теперь, ни когда-либо позже (я имею в виду свое участие), если бы Вы в Вашей второй статье о квантовой теории газов не щелкнули меня по носу, указав на важность идей де Бройля».

19

С тех времен техника получения низких температур шагнула далеко вперед. В 1989 г. в Хельсинкском технологическом университете (Финляндия) группой Олли Лоунасмаа (р. 1930) была достигнута температура 2-10-9 К (двухмиллиардная часть градуса выше абсолютного нуля). Интерес к таким температурам обусловлен тем, что во многие соотношения входит отношение абсолютных температур, так что снижение температуры, скажем, от одной миллионной к одной десятимиллионной градуса может привести к наблюдению того же порядка новых явлений, как переход от 1000 к 100 градусам Цельсия.

20

Таким образом, Капица смог, постепенно конденсируя воздух, делить его на составные части и выделять чистый кислород. Это было очень важным техническим достижением, потому что применение технологии кислородного дутья в металлургии, которое Капица со своими сотрудниками очень быстро наладил сыграло громадную роль во время Великой Отечественной войны 1941–1945 гг… обеспечив лучшую броню советских танков по сравнению с противником.

21

В это время, в основном благодаря хлопотам Капицы и под его поручительство, Лев Давидович Ландау был освобожден из тюрьмы, где просидел год: во время «Большого террора» его обвиняли в антисоветской деятельности. Ласло Тисса незадолго до этого успел уехать из СССР, куда он ранее, спасаясь от наступающего фашизма, эмигрировал из Венгрии. (По воспоминаниям Э. Теллера, именно рассказ Тиссы о судьбе арестованного Ландау привел его к идеологии антикоммунизма и далее к инициативам по созданию водородной бомбы, чтобы противостоять возможной коммунистической агрессии.)

22

В 1962 г. Л.Д. Ландау был удостоен Нобелевской премии «за основополагающие теории конденсированной материи, в особенности жидкого гелия» (мы уже отмечали универсализм Ландау и его большой вклад практически во все области физики). После страшной автомобильной аварии Ландау, по состоянию здоровья, не мог отправиться в Стокгольм для получения премии, и ему вручали ее в больнице. Но он так и не оправился и наукой более не занимался.

23

Такое положение физики называют «гробом Магомета» — согласно Корану, Аллах подвесил его гроб между зенитом и надиром, т. е. между верхней и нижней точкой мира.

24

Феноменологическая теория объясняет явление на основе каких-то предположений, характерных только для данного явления и не выводимых из более общих теорий. Обычно построение такой теории является первым шагом к объяснению группы явлений на общепринятой основе или стимулирует создание новой общей теории.

25

В фольклоре физиков существует и «второй эффект Мессбауэра»: получив всемирное признание, Мессбауэр сумел существенно осовременнить структуру академического образования в Германии.

26

Энрико Ферми (1901–1954) начал с теоретических исследований: это основополагающие работы по квантовой статистике, теории бета-распада, модели атома, квантовой электродинамике С 1934 г. уделял больше внимания эксперименту, об этих работах мы еще не раз будем говорить. Во время церемонии вручения Нобелевской премии в декабре 1938 г в Стокгольме Ферми, вместо приветствия фашистским салютом, пожал руку королю Швеции, за что подвергся нападкам в итальянской печати и эмигрировал в США О жизни Э. Ферми см. Лаура Ферми: «Атомы у нас дома» и Эмилио Сегре: «Энрико Ферми, физик». Сегре назвал его «последним человеком, владеющим всей физикой своего времени»