Анатоль Абрагам - Время вспять, или Физик, физик, где ты был

• Название: Время вспять, или Физик, физик, где ты был
• Автор: Анатоль Абрагам
• Издательство: "Наука". Физматлит
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1991
• ISBN: 5-02-014712-5

Автобиография Анатолия Абрагама — французского ученого-физика, внесшего немалый вклад в развитие физики, в особенности послевоенной, в области исследований по ядерному магнетизму. А. Абрагам был научным руководителем физических исследований в Комиссариате атомной энергии, вел курс ядерного магнетизма в Колледж де Франс; награжден медалью Лоренца и первым удостоен премии Макса Планка. Автор пишет остро, яркими красками, без желания кого-нибудь обидеть, однако называя вещи своими именами.

Книга читается с большим интересом и предназначена широкому кругу физиков.

---

В течение последних сорока лет во всех перечисленных выше областях науки теория и эксперимент быстро двигались вперед, стимулируя друг друга, разрабатывая новые орудия и улучшая старые. В атомной физике новая техника коротких волн, унаследованная от радара, позволила обнаружить в тонкой структуре атома водорода аномалию малых размеров, но громадного значения, так как теория этой структуры считалась незыблемым оплотом союза квантов и относительности. В этой аномалии, вместе с другой такого же порядка в магнитных свойствах электрона, скрывался ключ к непонятным и невыносимым бесконечностям квантовой электродинамики.

Ободренные экспериментом теоретики осмелились, наконец, вычитать одну бесконечность из другой и таким путем извлекать конечные результаты, соответствующие наблюдаемым аномалиям. Отсюда вышла теория ренормализации, которая затем распространилась на другие области теоретической физики. Изобрели диаграммы, с помощью которых велись вычисления, прежде безнадежные, иногда очень отдаленные от квантовой электродинамики.

Крошечные ядерные моменты, возбужденные надлежащим образом, испускали сигналы, наблюдение которых (под названием ядерный магнитный резонанс, или ЯМР) обратилось в одно из самых „проницательных“ орудий для изучения свойств сплошной материи, позже биологических молекул, и, наконец, дало ЯМР-томографию, которая видит насквозь сердца и чресла людей.

Физика твердого тела, в особенности изучение так называемых полупроводников, привела к самой фантастической революции нашего времени, через изобретение транзистора и его наследника микроскопического „чипса“, которые умножили возможности компьютеров во много миллионов раз.

Решили загадку сверхпроводимости и обнаружили одновременно новую породу сверхпроводников. Теория хорошо объяснила и практика широко использовала их технические качества для реализации гораздо более сильных магнитных полей при несравнимо меньшем расходе электрической энергии.

Совсем недавно открыли совершенно новую породу сверхпроводников с критической температурой выше жидкого азота, свойства которых еще не поняты основательно до сих пор (1988 год). Оптику воскресили сперва через остроумную комбинацию поляризованного света и радиочастотных полей, но еще больше благодаря изобретению лазера, который скоро научились перестраивать, что произвело революцию в спектроскопии и создало новую науку — нелинейную оптику. Применение лазера в голографии, офтальмологии и других областях медицинской практики, и конечно, увы, к вооружению, бесконечны.

Открыли частицу Юкавы, которая оказалась не той, что думали; доказали реальность нейтрино и открыли, что в слабых взаимодействиях догма сохранения четности нарушалась, причем очень сильно.

Энергия ускорителей увеличилась на три порядка, создавая целый рой эфемерных частиц, которые с трудом укладывались в теоретические схемы. Обратимость времени в нашей жизни нарушается повседневно. На микроскопической шкале она была догмой, как и четность, но тоже нарушаемой, хотя гораздо слабее. Появились изощренные теории, которые намеренно отказывались от попыток описать реальность с какой-либо точностью и которые для неспециалиста, пишущего эти строки, могли быть выражены утверждением „все содержится во всем“.

Затем, благодаря нескольким прекрасным открытиям, экспериментальным и теоретическим, сделанным за последние пятнадцать лет, все более или менее пришло в порядок, по крайней мере, до поры до времени. Существует теперь совокупность теорий, опирающихся на бесспорные экспериментальные факты, которая носит название „стандартной модели“. В этой модели существуют два типа первичных составляющих материи: во-первых, „кварки“, по три на нуклон, которые подвержены так называемым „сильным взаимодействиям“ и описываются теоретически „квантовой хромо-динамикой“; во-вторых, „лептоны“, которые взаимодействуют друг с другом, а также с кварками в рамках так называемой „электрослабой“ теории — слиянии квантовой электродинамики и теории слабых взаимодействий. Мечта теоретиков элементарных частиц это слияние квантовой хромодинамики и электрослабой теории в одно целое в рамках так называемого „великого объединения“. Они полагают, что такая теория дала бы правильное описание сущности вещей в самом начале после рождения невозможно горячей Вселенной, сразу после так называемого „большого взрыва“ (Big Bang). Но за „великим объединением“ мерцает еще одна возможность: старая мечта Эйнштейна — слияние всех физических теорий с тяготением.

Физика конденсированного состояния не осталась позади. Новые понятия ниспровергли существующую теорию фазовых переходов и показали, что за бесконечным разнообразием физических явлений вблизи фазовых переходов таится одно и то же поведение. Эти предсказания теории были проверены экспериментом с большой точностью. Для изучения конденсированного состояния были созданы новые методы и орудия; во-первых, конечно, лазер, а также дифракция медленных нейтронов и электронов, ЯМР и многие другие. Большое внимание привлекли двумерные системы, самым важным, но не единственным, примером которых являются поверхности. Замечательные возможности в этом направлении представляет недавно появившийся „сканирующий туннельный“ микроскоп. Наконец, беспорядочные системы всякого рода приобрели большую теоретическую и экспериментальную важность.

Возникла и пользуется большим интересом новая статистическая механика, не ограниченная требованиями эргодичности. Наконец, благодаря новым возможностям компьютеров пользуются большой популярностью так называемые „симуляции“ или „компьютерные эксперименты“, где реальность — незваный гость.*

Я пришел к концу этого перечня, в котором каждая область физики может считать себя обиженной, не понятой или просто забытой. Прошу заранее прощения у коллег, которые работают в этих областях.

Разрешите мне обратиться на минуту к нашим коллегам и друзьям — к биологам, молниеносные успехи которых, по мнению некоторых, вызывают нашу зависть. Не верьте им: если мы искренно радуемся вашим успехам, это потому, что мы считаем их своими. Вы заимствовали наше оборудование и нашу технику, то, что компьютерщики зовут hardware. Но, что важно, вы заимствовали наше мышление, наш software, а в этом все. Товарищи физики живой материи, я вас приветствую».

В 1983 году я был избран иностранным членом Британского Королевского общества. Можно заметить, что стать иностранным членом Королевского общества гораздо труднее, чем попасть в ту или другую из американских академий, к которым я уже принадлежал. Во-первых, число иностранных членов в Королевском обществе гораздо меньше, чем в этих академиях, но главное в том, что в Америке при выборе иностранцев среди претендентов отсутствуют, разумеется, американские физики, т. е. самые опасные соперники.

После выборов я получил приглашение на торжественный банкет Королевского общества, которое настаивало на фраке, которого у меня до сих пор не было, не допуская его младшего брата — смокинга, который у меня был. Мой мудрый друг Николас Курти посоветовал мне носить мой темно-зеленый академический мундир, который скроен, как фрак. Я последовал его совету и произвел настоящий фурор среди своих британских коллег.

Голландская Королевская академия не сделалась моей шестой академией, но оказала мне гораздо большую честь, наградив меня в 1982 году медалью имени Лоренца. Чтобы отпраздновать это событие, в Париже устроили прием под председательством тогдашнего министра науки Шевенмана (Chevénement). Я прочел небольшой доклад, часть которого я здесь включаю, во-первых, потому что он содержит несколько забавных истооий о знаменитых физиках, о которых я еще не рассказывал, а во-вторых (зачем скрывать), чтобы немножко похвастаться.

Двенадцать физиков

«Медаль имени Лоренца» присуждается каждые четыре года Королевской академией Голландии физику-теоретику. Она была основана в 1925 году в честь великого теоретика Антона Лоренца, профессора теоретической физики Лейденского университета. Кроме металлического кружочка с портретом Лоренца и именем лауреата, эта награда, в отличие от премий Нобеля, Ферми или Вольфа, не приносит никаких материальных благ, способных облегчить жизнь трудящихся. Для меня ее ценность заключена всецело в списке имен моих двенадцати предшественников. Для тех, кто не имеет счастья (или несчастья) быть физиком, я напомню очень кратко, что сделал каждый из них, чтобы заслужить эту медаль. Чтобы рассеять скуку такого перечисления, постараюсь рассказать про каждого из них маленький анекдот.

Вот что я слышал про самого Лоренца. «Ему, конечно, присылали очень много теоретических работ. Прежде всего он прочитывал формулировку задачи. Если задача казалась интересной, он откладывал работу и сам решал задачу. Затем он сверял свое решение с чужим. Если они совпадали, он выбрасывал оба в корзинку. Если они расходились, он выбрасывал чужое и печатал свое».