Олег Спиридонов - Людвиг Больцман: Жизнь гения физики и трагедия творца

• Название: Людвиг Больцман: Жизнь гения физики и трагедия творца
• Автор: Олег Спиридонов
• Издательство: Книжный дом «ЛИБРОКОМ»
• Жанр: Научпоп
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-397-04175-1

В настоящей книге рассказывается о жизни и творчестве выдающегося австрийского физика Людвига Больцмана (1844-1906), автора классических исследований по молекулярно-кинетической теории вещества, статистической физике и термодинамике. Книга состоит из трех частей. Первая часть «Диалог», по существу, представляет собой небольшой исторический очерк о физике «добольцмановского» времени — от появления первых научных идей в Древней Греции и последующего развития физики вплоть до середины XIX века. Вторая часть «Монолог» посвящена описанию жизненного пути и творческой деятельности великого физика. Биографические главы перемежаются с анализом научных трудов Больцмана — от самых первых работ до творений, указывающих новые пути развития физики и составляющих фундамент современной науки. Здесь же описывается бескомпромиссная борьба Больцмана за признание справедливости атомного учения. Наконец, третья часть книги — «Триумф» — представляет собой рассказ о победе идей Больцмана, принесших бессмертие имени ученого, об их жизни и развитии в современной физике.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся историей развития физики; может быть полезна студентам и аспирантам физико-математических вузов.

---

Вы уже знаете, что в вопросе об устройстве мира мнения греков разделились — бескомпромиссному материализму Демокрита противостояло учение о «высшем разуме» Аристотеля. Греки оставили нам и свой метод достижения истины — споры, дискуссии. Но в спорах иногда случается, что обладающий большими знаниями человек навязывает собеседнику свою точку зрения как единственно правильную. Спор при этом, естественно, прекращается, но установлена ли истина? Не окажется ли правым по мере увеличения знаний побежденный ныне? Очевидно, что метод «силового давления» никак не применим при решении спорных научных вопросов. Но если словами делу не поможешь, должен существовать какой-то иной путь достижения истины. Каков он, пока не ясно.

Силовые попытки решения спорных проблем имели место в дальнейшей судьбе идей Демокрита и Аристотеля. Рабовладельческий строй сменяется феодальным, но наука и искусство приходят в упадок. Для этого были объективные причины. Появление многочисленных раздробленных феодальных хозяйств привело к опустению городов, затруднило общение людей. Доступ к научным знаниям становится практически невозможным, культура уступает место невежеству. Грамотные люди встречаются только среди духовенства, да и то их умение читать направлено на изучение положений священных книг и их пропаганду. Единственной владелицей человеческих душ становится религия, проповедующая послушание, аскетизм, отказ от земных радостей во имя вечного блаженства в загробном мире. Объявляется крестовый поход на все, что направлено против церковных догматов, особенно против материалистических учений древних греков. Даже слово «атом» исчезает из употребления и заменяется на латинское «корпускула» в соответствии с принятым для обучения в монастырских школах языком. Силой насаждаются учение Аристотеля, пропаганда его религиозного, идеалистического содержания. За словами неизбежно следуют дела, и вот уже в 391 г. фанатики громят Александрийскую библиотеку, в 529 г. закрывается последняя философская школа в Афинах, а сами ученые с позором изгоняются из города. Человечеству навязывают библейские представления о том, что Земля является плоской, а за покрывающим ее небесным сводом живут ангелы, архангелы и боги. Отсутствие науки создает благоприятную почву для возникновения лженаук — белой и черной магии, астрологии и т. д.

Тем, что научные достижения древних греков не пропали бесследно, мы обязаны арабам. В V-VI вв. н.э. они переводят на свой язык труды ученых Эллады, внимательно изучают и по-своему развивают их. Уверовав в возможность превращения элементов друг в друга, они создают особую науку (алхимию) об искусстве превращения неблагородных металлов в золото с помощью некоего философского камня. Счастливцу, открывшему секрет философского камня, были бы уготованы вечная молодость и несметные золотые богатства.

«Часто говорят, что всем в мире управляет золото, и думают, что этим высказывают высшую мудрость. Конечно, золото — гениально изобретенный измеритель ценности; обладание им желательно для многих хороших целей… но, с другой стороны, я хотел бы знать, какое настоящее благо, надолго удовлетворяющее человека, можно купить за золото, и не трудно, пожалуй, показать, что человеческое стремление направлено не к золоту, а к истине».

В XII в. алхимия перекидывается в Европу. Но и тут все попытки отыскания философского камня были бесплодны. Отсутствие элементарных научных сведений, бессистемность поисков, вера в авторитеты — вот что характерно для этого периода в развитии науки. Со свойственной ему прямотой отзывался об алхимии позже Петр I: «Тот, кто выдает себя делателем золота, должен быть или обманщиком, или невеждой в химии». Все же усилия алхимиков не были напрасными — они ввели в лабораторный обиход множество новых веществ, методов их очистки и обработки, создали первые описания химических реакций, значительно расширив тем самым круг химических знаний.

В XIII в. в Европе вновь развиваются города как центры торговли и различных ремесел. Одновременно с этим увеличивается потребность в грамотных людях и специалистах. Открываются светские школы, основываются университеты, но обучение в них еще полностью контролируется церковью. Преподаватели-схоласты (от греч. scholastikós — ученый) учат слепой вере в божественное происхождение всего сущего, отрицают необходимость исследования природы, объясняя все ее проявления ссылками на мифические «скрытые качества». Химия тех лет представляется сводом рецептов изготовления различных смесей и справедливо называется искусством, а не наукой. Для объяснения различных физических фактов применяются туманные рассуждения о каких-то непознаваемых «эфирах» и «флюидах». Науке явно не хватает данных для обобщения и анализа полученных результатов, не виден путь, который позволил бы надеяться на ее дальнейшее успешное развитие.

Общество, как и любой организм, непрерывно развивается. В этом движении есть и детские стадии, есть и периоды застоя, но сама тенденция к развитию вечна. Средневековые оковы очень скоро стали так же тесны человечеству, как и архаика рабства. Рост деловой активности приводит к тому, что положение человека в обществе перестало полностью определяться его родословной, по достоинству стали оцениваться знания, ум, воля и деятельность отдельной личности. Значительные сдвиги происходят и в мировоззрении людей. Изучению божественного все чаще противопоставляется изучение самого человека, его роли и места в мире. Это новое мировоззрение получило выразительное название «гуманизм» (от лат. humanos — человеческий).

Большим переменам подвергается и наука, она как бы переживает свое второе рождение. Провозглашается право на свободу научных исследований, происходит отделение науки от церкви. Меняется подход к изучению явлений природы, все шире распространяется понимание того, что законы, управляющее миром, являются объективными внутренними законами природы, развивающейся как живой и сложный организм. Укрепляется мнение о возможности постижения человеком этих закономерностей. Научные исследования получают поддержку зарождающегося буржуазного общества. «Буржуазии для развития ее промышленности нужна была наука, которая исследовала бы свойства физических тел и формы проявления сил природы. До того же времени наука была смиренной служанкой церкви и ей не позволено было выходить за рамки, установленные верой; по этой причине она была чем угодно, только не наукой. Теперь наука восстала против церкви; буржуазия нуждалась в науке и приняла участие в этом восстании{4}», — писал Ф.Энгельс об этом периоде. В различных странах возникают и начинают плодотворно работать научные общества — «Академия зорких» в Риме, «Леопольдина» в Германии, Королевское общество в Лондоне.

Рис.1. Солнечная система

Подлинную революцию во взглядах на строение мира произвела гелиоцентрическая система мира, разработанная великим польским ученым Н. Коперником (1473-1543). Отвергая учение церкви о центральном положении Земли, он объясняет видимые движения планет вращением их вокруг Солнца (рис. 1). Впервые движение планет объяснялось естественными причинами, а не божьей волей, вот почему главный труд Коперника более 200 лет находился под запретом церковников. Критиковал положение о центральном месте Земли и гениальный Леонардо да Винчи: «Земля расположена не в центре мира, а в центре своих стихий, ей близких и с ней соединенных». Аналогичные идеи развивает итальянский философ Дж. Бруно, утверждая, что Вселенная и число миров в ней бесконечны. Борьба нового мировоззрения и религии достигает апогея — идеи Бруно были признаны еретическими, и он был сожжен на костре в Риме.

XVII в. стал веком окончательного крушения средневековой схоластики. Бесплодные, бездоказательные дискуссии уступают место новому методу исследований — экспериментальному. Идеи о решающем значении опыта для научного познания высказывались давно. Еще Р.Бэкон (1214-1292) предполагал, что опыт может быть «внешним и внутренним». По его словам, внешний опыт — это обычное исследование, внутренний же опыт заключается в восприятии истины умом, просветленным «божественной правдой» (?). Значение опыта подчеркивал Леонардо да Винчи: «…я буду цитировать гораздо более достойную вещь — опыт, наставник из наставников».

Совершенно четко о значении опыта говорил Ф. Бэкон (1561-1626). Именно он выдвинул на первый план роль систематического, заранее обдуманного, планомерного эксперимента: «Смутный и руководящий лишь собой опыт… есть чисто движение наощупь и скорее притупляет ум людей, чем осведомляет их. Когда опыт пойдет вперед по определенному закону, последовательно и беспрерывно, то можно будет ожидать для наук чего-нибудь лучшего». Недаром К. Маркс называл Ф. Бэкона родоначальником «всей современной экспериментирующей науки». Переход к опытному естествознанию очень скоро принес человечеству первые, но исключительно важные в научном плане успехи.