Владимир Кессельман - На кого упало яблоко

• Название: На кого упало яблоко
• Автор: Владимир Кессельман
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Научпоп
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-91678-135-9

Каждое открытие в физике — лишь последнее звено в длинной череде исследований, опытов и наблюдений. Ученые часто идут параллельными путями и приходят к одним и тем же выводам одновременно — или почти одновременно. И так уж сложилось, что многие законы носят не имена первооткрывателей, а тех, кто лишь обнародовал то, что прежде открыли другие. Борьба за приоритет сопровождает почти все великие научные достижения, и поэтому, по выражению Роджера Бэкона, «наука смотрит на мир глазами, затуманенными всеми человеческими страстями». Ньютон, Лейбниц, Гук, Гюйгенс, сотни других ученых пылко сражались за публичное признание своего первенства — и эта драматически схватка самолюбий продолжается по сей день…

Владимир Кессельман — популяризатор науки, автор многих книг, живет в Израиле.

Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ, ст. 1, п. 2, пп. 3. Возрастных ограничений нет

---

Невозможно узнать, какими материалами пользовалась каждая из сторон, ведь напечатанные сообщения Гильберта и Эйнштейна могли и не совпадать с тем, что они говорили в те дни на заседаниях устно.

Сторонники Эйнштейна выдвинули следующее обвинение. Они заявили, что ни в записках, присланных Гильбертом Эйнштейну, ни в его презентации, сделанной 20 ноября, не содержалось этих уравнений, а на самом деле он включил их в гранки своих работ позже, после знакомства с опубликованной работой Эйнштейна. И на это утверждение были основания. В 1997 году в библиотеке Геттингенского университета были обнаружены новые документы, а именно корректура статьи Гильберта, датированная 6 декабря. Из этой находки сделавший ее Л. Корри с соавторами сделали вывод, что Гильберт записал «правильные» уравнения поля не на пять дней раньше, а на четыре месяца позже Эйнштейна. Оказалось, что работа Гильберта, подготовленная к печати раньше эйнштейновской, в двух отношениях существенно отличается от своего печатного варианта. Окончательный вид она приняла только перед печатью, когда эйнштейновская работа уже увидела свет. В ходе завершающей правки Гильберт вставил в свою статью ссылки на параллельную декабрьскую работу Эйнштейна, добавил замечание о том, что уравнения поля можно представить и в ином виде (далее он выписал классическую формулу Эйнштейна, но без доказательства), и убрал все рассуждения о дополнительных условиях. Историки полагают, что эта правка во многом была проведена под влиянием эйнштейновской статьи. В возникшем споре за пальму первенства сторонники обеих партий упустили важную деталь — уравнение Гильберта в точности повторяет предыдущее уравнение Эйнштейна начала ноября. Эйнштейн был совершенно прав, отвечая Гильберту, что его уравнение совпадает с тем, что он представил в академию. Хотя вполне возможно, что под влиянием записок Гильберта Эйнштейн еще раз вернулся к уравнению поля и понял, что в нем необходимо изменить. Но к вопросу о приоритете это не имеет никакого отношения: Эйнштейн вывел конечное уравнение первым, а Гильберт его не вывел вообще — он так и застрял на предыдущем эйнштейновском варианте.

А что в итоге? Претензии, высказанные в публикациях Эйнштейна и Гильберта, испортили отношения между ними. Впрочем, через год Эйнштейн написал Гильберту письмо с предложением о примирении: «Между нами установилось какое-то враждебное настроение, причину которого я не хочу анализировать. Я боролся с чувством горечи и в этом добился полного успеха. Я теперь думаю о Вас с ничем не замутненным дружелюбием и прошу Вас попробовать то же в отношении меня. Объективно очень жаль что двое хороших парней, которые добились чего-то значительного в этом убогом мире, не вызвали радости друг в друге»[141].

Видимо, Гильберт принял это предложение дружбы и больше не выдвигал никаких претензий насчет приоритета. Гильберт охотно признавал и часто об этом говорил на лекциях, что великая идея принадлежит Эйнштейну. «Каждый мальчишка на улицах Геттингена понимает в четырехмерной геометрии больше, чем Эйнштейн, — однажды заметил он. — И тем не менее именно Эйнштейн, а не математики сделал эту работу»[142].

Тайна гения физики

Год 1932-й был решающим в развитии физики ядра и элементарных частиц. В 1930 году супруги Кюри обнаружили, что, если высокоэнергетичные альфа-частицы, испускаемые полонием-210, попадают на некоторые легкие элементы, в особенности на бериллий или литий, образуется излучение с необычно большой проникающей способностью. Сначала считалось, что это — гамма-излучение, но выяснилось, что оно обладает гораздо большей проникающей способностью, чем все известные гамма-лучи. В 1932 году английский физик Д. Чедвик (1891–1974) показал, что это новая, до сих пор неизвестная нейтральная частица с массой, приблизительно равной массе протона. Обнаруженная частица была названа нейтроном. Резерфорд сразу же оценил это открытие с точки зрения понимания строения ядра. А в 1934 году Ферми[143] открыл явление замедления нейтронов — последовательное уменьшение кинетической энергии нейтронов в результате соударений с атомными ядрами вещества. Именно нейтрон оказался ключом к ядерной реакции деления. Дальнейшее развитие ядерной физики пошло ускоренными темпами.

Сразу после открытия нейтрона Д. Иваненко (1904–1994) и В. Гейзенберг независимо выдвинули гипотезу, что атомное ядро состоит из нейтронов и протонов. С тех пор формулировку протон-нейтронной модели ядра связывают исключительно с именами этих ученых. Но для Ферми протон-нейтронная теория Иваненко и Гейзенберга всегда была и теорией Майораны[144]. Кем же был этот физик?

Этторе Майорана родился 5 августа 1906 года в Катании в известной в городе семье. Его отец, инженер, долгие годы возглавлял местную телефонную станцию, а после 1928 года был главным государственным инспектором связи. Кроме Этторе в семье было еще четверо детей — два брата и две сестры.

В 1921 году его семья переехала в Рим, где после окончания лицея в 1923 году Этторе начал учиться на инженерном факультете Римского университета, вместе со своим старшим братом Лучано. Здесь он знакомится с Эмилио Сегре и будущим известным математиком Э. Вольтеррой, именно здесь у него появляется интерес к изучению сложных проблем теоретического характера. Тогда же состоялось знакомство Этторе с Ферми, преподававшим на кафедре теоретической физики.

Ферми вместе со своим ассистентом Франко Разетти набрал несколько очень хороших студентов, среди которых были Сегре[145], Амальди, Майорана, а позже Джан Карло Вик, Уго Фано и Понтекорво[146]. В начале 1932 года у Майораны появляется особый интерес к физике ядра. По воспоминаниям Бруно Понтекорво: «Когда в 1931 году студентом третьего курса я пришел к Физический институт Королевского университета в Риме, Майорана, которому в то время было 25 лет, был уже известен узкому кругу итальянских физиков и зарубежных ученых, которые работали некоторое время в Риме под руководством Ферми. Слава его была прежде всего отражением глубокого уважения и восхищения со стороны Ферми. Я точно помню слова Ферми: „Если физический вопрос поставлен, никто в мире не способен ответить на него лучше и быстрее, чем Майорана“. Согласно шуточному лексикону, использовавшемуся в римской лаборатории, физики, разыгрывая из себя членов религиозного ордена, дали непогрешимому Ферми прозвище Папы, а устрашающему Майоране — Великого Инквизитора. На семинарах он обычно молчал, но время от времени — и всегда к месту — вставлял саркастические и парадоксальные замечания. По силе интеллекта, глубине и объему знаний Этторе Майорана заметно превосходил своих новых товарищей, а в некоторых отношениях, например в чистой математике, превосходил даже Ферми. К сожалению, по складу своего характера Майорана был большим пессимистом, часто пребывал в мрачном настроении. Он предпочитал работать в одиночку и вел очень замкнутый образ жизни. Майорана принимал мало участия в наших занятиях, вспоминал Сегре, но помогал нам в трудных теоретических местах и ошеломлял нас оригинальными идеями и способностью к молниеносным расчетам в уме (он вполне мог выступать как „чудо-вычислитель“). Впоследствии он еще больше отдалился от людей; к 1935 году он уже не появлялся в университете и редко выходил из дому»[147].

В ночь с 25 на 26 марта 1938 года профессор Этторе Майорана, занимавший кафедру физики Неаполитанского университета, сел на пароход, плывущий из Неаполя в Палермо. В Палермо пароход прибыл уже без Майораны, и больше его никто не видел. По-видимому, он окончил свою короткую 32-летнюю жизнь, бросившись в прозрачные воды пролива, отделяющего Апеннинский полуостров от Сицилии. По личному распоряжению Муссолини поиски Майораны продолжались в течение полугода, но ничего найти не удалось.

Серьезные изменения в поведении Майораны стали заметны в 1933 году. Он впал в глубокую депрессию — бросил научную работу, не выходил из дома, не принимал гостей и крайне настороженно стал относиться к новым знакомствам. Создается впечатление, что он кого-то панически боялся, и страх этот был как-то связан с его родными местами.

Ферми хорошо относился к нему, и по его настоятельной рекомендации в начале 1933 года Майорана, получив стипендию Национального научного совета, уехал за границу. В Лейпциге он познакомился с лауреатом Нобелевской премии Вернером Гейзенбергом. Письма, которые Майорана позднее ему писал, показывают, что их связывала не только наука, но и теплая дружба. Гейзенберг убеждал молодого итальянца побыстрее публиковать свои работы, но тому, видимо, не хотелось торопиться.

А Майоране было что сообщить физикам. Как теперь мы знаем благодаря личному свидетельству Ферми и Сегре, Майорана еще до опытов Чедвика пришел к правильной интерпретации эксперимента супругов Кюри. Как пишет Сегре, «когда еще царила неопределенность в интерпретации результатов Кюри… Майорана понял смысл протонов отдачи, увиденных супругами Жолио-Кюри, и с характерной для него иронией заметил, что они открыли „нейтральный протон“, но не узнали его. Майорана тут же стал разрабатывать модель ядра, состоящего из нейтронов и протонов, без электронов, довольно подробно проанализировал силы между протонами и нейтронами и вычислил энергии связи нескольких легких ядер. Как только он рассказал Ферми и кое-кому из своих друзей об этой работе, важное значение ее было понято сразу, и Ферми стал подгонять Майорану с публикацией, но тот счел полученные к тому времени результаты еще слишком неполными. Тогда Ферми попросил разрешения изложить эти результаты на Парижской конференции, сославшись должным образом на идеи Майораны». Но Майорана и этого не разрешил, и «идеи Майораны стали известны намного позже, когда к ним независимо от него пришли другие физики»[148]. Майорана так и не опубликовал свои результаты, но историческая справедливость обязывает нас признать Майорану по крайней мере одним из авторов протон-нейтронной модели ядра и упоминать в связи с этим его имя вместе с именами Иваненко и Гейзенберга.