Александр Китайгородский - Физика – моя профессия

• Название: Физика – моя профессия
• Автор: Александр Китайгородский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1965

Автора этой книги, научного исследователя, профессора, доктора физико-математических наук А. И. Китайгородского, никак не упрекнешь в робости. На какие только вопросы не пытается он дать ответ на страницах своей книги! Как найти меру терпения? Возможна ли телепатия? Как оправдываются расходы на научные командировки и конференции? Каков сравнительный вес естественных и прикладных наук? Что значит слово «объяснение»? Есть ли различия между человеком и машиной? Как изменилось физическое мышление со времен Аристотеля? Как юноше выбирать профессию?..

И это только небольшая часть проблем, затронутых автором. Но рассказы о них служат одной цели – показать читателю роль физики в естествознании и роль естествознания в науке и жизни.

---

– Гамлет? Ах, да… ну, конечно, великолепно. – Юра с трудом возвращается в этот странный мир, где люди интересуются какими-то пустяками и мешают ему додумать совершенно необычное поведение дихлорбензола при фазовом превращении.

Да, надо признаться, далеко не всегда чужое общество получит удовольствие от присутствия научного работника. Оторвать его от работы можно только формально. Тело в гостях, а голова все равно в лаборатории. Это не значит, что ученые всегда скучны в гостях. Совсем нет – бывают же и в работе естественные перерывы. Тогда пожалуйста – они могут и шутить, и плясать, и водку пить.

Жизнь послушника науки не чужда мук и радостей честолюбия. Кто-то работал над той же темой, что и вы. Он получил более точные результаты и опубликовал их раньше вас. Ваша работа теперь никому не нужна. До чего болезненно это переживается, даже не могу дать представления читателю. А зато какая радость и торжество в обратном случае.

Вышел из печати ваш труд, в него вложено столько мысли, столько энергии. А соратники прошли мимо него в молчании. Так никто и не заметил. Очень неприятное и гложущее чувство. А зато… Когда через два-три года после опубликования вашей работы начинают учащаться ссылки на нее, ее читают, используют… Значит, работа сыграла существенную роль в движении всего научного фронта. Вас охватывает огромная радость, глубокое чувство удовлетворения, ощущение своей полезности.

Если вы посвятите себя науке, то пред вами предстанет жизнь, заполненная радостями и унынием, надеждами и разочарованиями! С моей точки зрения нет лучшего существования, и если слово «счастье» имеет смысл, то это оно и есть.

Немного истории Глава 6

…где рассказывается, как познание природы методом словесного жонглирования заменилось экспериментом.

Читатель узнает также, что великолепные успехи науки придали излишнюю самоуверенность физикам XIX века: они думали, что нам осталось лишь пожинать плоды их трудов.

Человеческии зародыш повторяет в своем развитии весь тот путь, который за сотни миллионов лет проделала эволюция, преобразовавшая лягушку в царя природы. Напрашивается заманчивая мысль сопоставить эволюцию идей от древних греков до нашего времени с развитием взглядов на мир у современного ребенка.

Но тут же приходится отказаться от такого намерения. Среди древнегреческих мудрецов мы находим Аристотеля и Демокрита. Простые, ясные рассуждения Демокрита близки по духу нашим современникам. Что же касается Аристотеля, то доверие к внутреннему смыслу слова, на котором построены его рассуждения, в известной степени свойственно и наивному мышлению ребенка. Сегодня «Физика» Аристотеля не более, чем забавное чтение. А вот взгляды на устройство вселенной Демокрита с небольшой переделкой годятся для популярного изложения основ науки и сейчас.

Но аристотелева смесь наивности и мистики пришлась полностью ко двору христианства. Напротив, учение об атомах Демокрита явно вело к безбожию. Поэтому в конце XIII века Аристотель провозглашается предшественником Христа в объяснении природы. Вплоть до XVII века выступления против Аристотеля рассматривались как посягательства на учение отцов церкви. До нас дошло решение парламента Парижа от 24 августа 1624 года, в котором под страхом смертной казни запрещено «придерживаться, а тем более преподавать истины, которые находятся в противоречии с учением Аристотеля».

С негодованием отвергавшиеся безбожные мысли Демокрита, вероятно, пропали бы для потомства, если бы римский поэт Тит Лукреций Кар не выбрал бы их в качестве предмета для большой поэмы «О природе вещей». Прочитайте, если вы этого еще не сделали, эту великолепную книгу. Искреннее восхищение поэта простотой и ясностью атомной теории, укладывающей в стройную систему самые различные наблюдения над миром, передается читателю, несмотря на наивность поэмы.

Желая получить представление о строе мыслей ученого древних и средних веков, мы должны обратиться к Аристотелю.

С трудом вчитываясь в туманные нагромождения слов, мы найдем в конце концов, в чем заключается принцип объяснения явлений природы по Аристотелю. В то время как атомисты древности, так же как и современные физики, предполагали, что природу надо объяснять количественными категориями: пространственным протяжением, геометрической формой, движением тел и телец, – Аристотель «объяснял» природу, приписывая каждому свойству мистического носителя. Это и есть как раз путь объяснения на уровне психологии пятилетнего ребенка. Почему сладко? Потому что много сладости. Почему тепло? Потому что много теплоты, и т. д. Объяснить можно все, что угодно, никаких трудностей не возникнет.

Как понять, что тела падают на Землю? Очень просто: тела падают под действием присущей им тяжести. Чем больше в теле тяжести, тем быстрее оно падает. Аристотелю чуждо представление, что Земля действует на падающий камень. Поведение тела определено его «природой», его внутренними свойствами.

Возможность «запросто» объяснить все на свете иногда приводит в восхищение: словесная эквилибристика доведена до совершенства. В то время как атомисты принимали в качестве аксиомы (как это делает и современная физика), что частицы материи находятся в вечном движении, аристотелевская физика исходила из того, что каждое движение должно иметь двигатель. Двигатель должен находиться либо внутри тела, либо рядом с ним в непосредственном контакте. Действие на расстоянии считалось совершенно невозможным. Вы хотели бы согласиться с исходными позициями, но как справиться с объяснением самых простых вещей? Скажем, движение брошенного камня. Внутри камня двигателя нет, давящего или тянущего тела тоже нет. Положение вроде бы тяжелое. Но Аристотеля оно не смущает. Желаете объяснения? Пожалуйста: в момент броска рука приводит в движение не только камень, но и окружающую камень среду. Ну, а дальше? Спокойно! Окружающей среде – той ее части, которая пришла в движение, – рука передает еще особое качество – виртус мовенс. Этот виртус мовенс есть способность передавать движение другим телам. Видите, как просто!

Теперь дело пошло без задержки. Камень передвинулся в соседнее место за счет этого самого виртуса, придя в соседнее место, сдвинул новый участок среды и передал ему еще немного виртуса. И так далее. Но ведь камень в конце концов упадет на Землю? Ну, за чем дело стало; ясно, что при каждой следующей передаче количество виртуса становится все меньше и меньше.

А что за среда, о которой идет речь? Вероятно, это воздух. А если воздуха нет? Все равно есть среда. Дело в том, что Аристотель с жаром отвергает возможность пустоты. Ему невыносимы однаково и атомы Демокрита и его понятие вакуума.

Доводы, отвергающие пустоту, весьма темпераментны, а о логике доказательства можно судить по такому «рассуждению»: пустота есть место без помещенных в это место тел. Но это утверждение так же логически бессмысленно, как напиток, которого нельзя выпить, или чувство, которого нельзя почувствовать.

Больше примеров приводить не будем. Думается, вполне достаточно, чтобы составить представление о характере научных рассуждений аристотелева плана.

Приходилось мне читать рукописи современников, написанные в духе Аристотеля. Когда неграмотный человек берется писать о науке, у него выходит что-то в этом роде.

Игра словами от древних веков до нашего времени всегда используется религией и бесконечно чужда научному познанию. Конечно, не случайно францисканские и доминиканские монахи – наиболее нетерпимые из христиан – взяли науку Аристотеля на вооружение. Синтез туманных аристотелевых фраз с догматами религии был с успехом проделан несколькими теологами, среди которых особо выдающуюся роль сыграл Фома Аквинский.

За две сотни лет церковь совершила для себя весьма полезное дело. Но потом она проиграла на этом. Современная христианская философия идет от Фомы Аквинского. Корни ее тесно переплетены с аристотелевским учением о природе. Как только на сцену вышло экспериментальное естествознание, стало уже невозможно защищать науку Аристотеля. Пришлось религии разводиться с Аристотелем. При этом не обошлось без идеологических потерь.

Новый период в науке начался в XVI веке. Он знаменуется открытием Коперника и трудами Пьера Гассенди, возродившего атомную теорию Демокрита.

На смену схоластическим рассуждениям о природе приходит наблюдение и опытное исследование. Становится ясным, что слова служат для обозначения явлений и сами по себе не способны объяснять природу. Эту смену вех отчетливо ощущает историк, перелистывающий труды великого итальянца Галилео Галилея, родоначальника экспериментальной физики. История не считает доказанным, что Галилей ставил эксперименты для проверки своих утверждений, но важно то, что он указал те опыты, которые могли бы быть для этого использованы.