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

• Название: Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях
• Автор: Уолтер Гратцер
• Издательство: КоЛибри, Азбука-Аттикус
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-389-00746-8

Знания всегда давались человечеству нелегко. В истории науки было все — драматические, а порой и трагические эпизоды соседствуют со смешными, забавными моментами. Да и среди ученых мы видим самые разные характеры. Добрые и злые, коварные и бескорыстные, завистливые и честолюбивые, гении и талантливые дилетанты, они все внесли свой вклад в познание мира, в котором мы живем.

Уолтер Гратцер рассказывает о великих открытиях и людях науки честно и объективно, но при этом ясно: он очень любит своих героев и пишет о них с большой симпатией. В этих небольших историях много юмора и знания человеческой природы, а потому они интересны всем — и людям, далеким от науки, и тем, кто связал с ней свою жизнь.

---

Жизнь прекрасной Эмилии закончилась трагически — в 42-летнем возрасте она забеременела, родила и умерла, как и сама опасалась, от родильной горячки. Еще при жизни (и особенно после смерти) она была объектом нападок известных держательниц салонов — мадам дю Деффан и мадам де Сталь, которые позволяли себе отпускать в ее адрес едкие и клеветнические замечания. Возмущенный Вольтер, который уже успел сочинить трогательную эпитафию своему другу (“Вселенная лишилась возвышенной Эмилии…”) ответил им “Посланием о клевете”.

Кроме мадам дю Шатле, в XVIII веке были и другие ученые дамы, достойные упоминания. Как математик Эмилия уступала в талантах своей современнице-итальянке Марии Гаэтане Агнези, родившейся в Милане в 1718 году. Вундеркинд, уже к девятилетнему возрасту она в совершенстве владела несколькими языками. Главным трудом ее жизни стал двухтомный трактат по математическому анализу La Insttuzione Analitiche (“Основания анализа”). Рассказывают, что часто, после раздумий над трудной задачей, по ночам она подымалась, шла как лунатик к столу, записывала решение и возвращалась в кровать, а утром уже не помнила ничего о случившемся. Свое почтение ей выражали лучшие ученые того времени, и Агнези была удостоена всевозможных почестей — в частности, приглашения от Папы Римского занять кафедру математики в Университете Болоньи, который считался лучшим в Италии (впрочем, Агнези не желала покидать Милан и ответила отказом). Ее работы так впечатлили членов Французской академии, что одному из ее руководителей было поручено написать ей послание, в котором признавались бы ее заслуги перед наукой. Кроме того, в письме том говорилось, что Агнези стоило бы избрать академиком, но, увы, женщин такой чести не удостаивают.

Ко всеобщему изумлению и разочарованию, в неполные 30 лет Мария Гаэтана Агнези прекратила занятия математикой и наукой вообще, полностью посвятив себя благотворительности. Агнези прожила долгую жизнь и умерла в своем родном городе Милане, когда ей было уже 81 год.

На протяжении многих веков математика, похоже, особенно притягивала интеллектуально одаренных женщин. Возможно, причина заключается в том, что для занятий этой наукой не требуется ничего, кроме карандаша и бумаги.

Первой женщиной-математиком, добившейся признания, была, вероятно, знаменитая Гипатия. Она родилась в Александрии примерно в 370 году н. э. и была убита там же в 415-м. Полагают, Гипатия еще в юности приобщилась к занятиям наукой, помогая в работе отцу, математику Теону Александрийскому. В своем родном городе она возглавляла философскую школу, и интеллектуалы из самых отдаленных мест приходили послушать ее высказывания о философии, математике и прочих науках. Один из ее учеников, Синезий, епископ Птолемаид-ский, писал ей письма (многие из них сохранились до наших дней), в которых просил совета по разным вопросам, например, как изготовить инструменты для научных опытов.

Веротерпимость Гипатии в конце концов ожесточила более набожных жителей Александрии, и ее растерзала толпа христиан. (Вслед за этим христиане отличились тем, что разрушили библиотеку в Серапеуме, где, вероятно, находилась большая часть рукописей Гипатии; ни одна из них не сохранилась.)

Краткое жизнеописание мадам дю Шатле имеется в книге: Esther Ehrman, Мте Du Chatelet: Scientist, Philosopher, and Feminist of the Enlightenment (Bear, Lemington Spa, 1986); подробности жизни мадам дю Шатле и Марии Гаэтаны Агнези следует искать в книге: Mozans H.J., Women in Science (Appleton, New York, 1913, существует репринт: МП Press, Cambridge, Mass., 1974). См. также статью: G.J. Tee, 'Pioneering women in mathematics', The Mathematical Intelligencer, 5,27,1983.

Золотой стандарт

О происхождении магнитного поля Земли ученые спорили еще в XVI веке.

Во время Второй мировой войны два выдающихся британских физика Эдвард Буллард и Патрик Блэкетт участвовали в разработке мер по предотвращению угроз, которые несли флоту союзников немецкие магнитные мины. В ходе этой работы они задумались о природе геомагнетизма. Когда война окончилась, оба вернулись в Кембридж и продолжили размышлять над этой проблемой.

Блэкетт был известнее и как теоретик, и как блестящий экспериментатор. В 1948 году он стал нобелевским лауреатом. Его биография весьма необычна: родившись в семье моряка, Блэкетт в 13 лет стал курсантом Военно-морских сил Великобритании и успел поучаствовать во многих сражениях Первой мировой войны. Потом его вместе с небольшой группой других молодых офицеров отправили на полгода в Кембридж: там Блэкетт проявил исключительные способности, особенно во всем, что касалось техники, — к примеру, разработал вспомогательное приспособление для корабельных орудий, которым стал пользовался весь британский флот. Как-то из любопытства Блэкетт решил посетить Кавендишскую лабораторию — просто посмотреть, что такое настоящая физическая лаборатория. Потрясенный увиденным, он ушел со службы и (уже вполне взрослым человеком) поступил в университет. Там он заинтересовался политикой. После войны симпатии к Советскому Союзу не позволили ему стать участником британского ядерного проекта, хотя он и принимал участие в Манхэттенском проекте Соединенных Штатов. В старости Блэкетт — к тому времени лорд Блэкетт Челси — заседал в палате лордов. Скончался выдающийся английский ученый в 1974 году.

Догадка Блэкетта, родившаяся в спорах с Буллардом, состояла в том, что геомагнетизм — следствие вращения Земли, поскольку на самом деле всякое массивное вращающееся тело должно порождать магнитное поле. Гипотеза эта обещала связать гравитацию с электромагнитными явлениями (а это делало ее вдвойне привлекательной) — а такая связь, по убеждению Эйнштейна, просто обязана была существовать. Блэкетт взялся зарегистрировать эффект в эксперименте с вращающимся немагнитным телом. Поскольку требовалось измерять гораздо меньшие магнитные поля, чем позволяла техника тех времен, Блэкетт разработал и сконструировал магнетометр с беспрецедентной чувствительностью. Университетская лаборатория для эксперимента не годилась: разнообразное оборудование создавало слишком сильные помехи, поэтому Блэкетт построил для своего прибора деревянное укрытие, скрепленное медными гвоздями, в поле рядом с радиообсерваторией Джодрелл-Бэнк (в графстве Чешир), которой руководил его приятель Бернард Лавелл. В своем деревянном укрытии Блэкетт установил бетонный блок с полостью в центре, покоящийся на подушке из мягкой резины, а в полости подвесил вращающееся тело. Благодаря его связям военных времен и тому обстоятельству, что страна ценила его заслуги, он сумел выпросить (на время) у Банка Англии достаточно золота, чтобы отлить из него цилиндр ю-сантиме-трового диаметра и весом более 15 килограммов.

Блэкетт проделал измерения, но вращающийся цилиндр не создал вокруг себя никакого магнитного поля. Теория, следовало заключить, неверна. Впрочем, с технической точки зрения опыт был поставлен превосходно, и благодаря ему появился, к примеру, способ узнать, содержатся ли магнетики в отдельном минерале. А это, в свою очередь, открыло новую главу в геофизике: если измерять у камней остаточную намагниченность, то можно проследить, как двигалась земная кора на протяжении целых эпох.

Идею о пластичности коры высказал еще в XIX веке Джордж Дарвин, сын Чарльза Дарвина, который из-за этого поссорился с главой викторианской физики — Уильямом Томсоном, лордом Кельвином. Дарвин-старший подбадривал Дарвина-младшего: “Ура внутренностям Земли, — писал он сыну, — и их тягучести, и Луне, и всем телам небесным, и сыну моему Джорджу”. Последствиями опыта Блэкетта, поставленного в шалаше рядом с обсерваторией Джодрелл-Бэнк, Чарльз Дарвин наверняка остался бы доволен.

Lowell Bernard, P.M.SBlackett: A Biographical Memoir (Royal Society, London, 1976); см. также: Wood Robert Muir, The Dark Side of the Earth (Allen and Unwin, London, 1985).

Пределы погрешности

Петр Леонидович Капица — русский физик, который сформировался как ученый в Кавендишской лаборатории, когда там еще царствовал Резерфорд. Капица прибыл в Кембридж совсем юношей: он только что окончил учебу в Москве и искал возможности поговорить с Резерфордом — для себя он уже решил, что будет работать у этого великого человека.

Резерфорд отказался рассматривать кандидатуру Капицы, так как в лаборатории и так уже было слишком много сотрудников. Внезапно юный русский спросил его: “Сколько у вас аспирантов?” — “Около тридцати”, — был ответ. Тогда Капица поинтересовался: “А какая обычно точность у ваших экспериментов?” — “Два-три процента”. Капица просиял: “Вот и славно! Еще один аспирант вполне укладывается в пределы погрешности, и никто ничего даже не заметит”.

Резерфорд ничего не смог возразить на столь остроумную просьбу. Вскоре Капица сделался его любимцем, он просто очаровал Резерфорда. Будучи штатным сотрудником Кавендишской лаборатории, Капица провел важные исследования по физике низких температур.