Дэвид Боданис - E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира

• Название: E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира
• Автор: Дэвид Боданис
• Издательство: КоЛибри
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-389-00499-3

В 1905 году, выведя свое знаменитое уравнение Е=mc², Альберт Эйнштейн подарил миру мощный источник энергии и открыл новые пути к познанию Вселенной. И теперь, более ста лет спустя, блестящий популяризатор науки Дэвид Боданис увлекательно и просто рассказывает об этом великом открытии. Герои его захватывающей, как детектив, книги — выдающиеся физики, среди которых Фарадей, Резерфорд, Ферми, Оппенгеймер, Гейзенберг и конечно же гениальный Эйнштейн.

---

С. 12 «Ну как же, премьер-министр, настанет день и вы сможете облагать его налогом»: История забавная, способная доставить удовольствие любому неравнодушному к технике человеку, однако ни в письмах Фарадея, ни в письмах знавших его людей, ни в одной газетной статье того времени и ни в одной из биографий, написанных людьми, близкими к Фарадею, эта фраза не встречается. Американские авторы часто говорят о том, что она была обращена к Гладстону, однако это маловероятно, поскольку Гладстон стал премьер-министром через сорок семь лет после того, как Фарадей совершил свое открытие, а к тому времени электрические устройства уже получили немалое распространение. Да и правительство Британии давно осознало, что промышленные новшества делают его лишь более сильным.

С. 12 «он вдруг вскричал…»: Silvanus P. Thompson, «Michael Faraday: His Life and Work»[22] (London: Cassell, 1898), p. 51.

С. 12 Незримые вихри Фарадея…: Так в современной науке впервые появилось представление о «поле». Причина, по которой в Европе 1820-х его приняли с таким удивлением, состояла в том, что уже более столетия всем уважаемым физикам было хорошо «известно»: никакого поля существовать не может. Люди средних веков могли верить в то, что небеса полны гоблинов, духов и незримых оккультных сил, однако когда Ньютон показал, как тяготение может мгновенно распространяться через пустое пространство без вмешательства каких либо переносящих его тел, он «смел паутину с неба».

И все же, хоть другие и воспринимали это как данность, Фарадей занялся повторными изысканиями и обнаружил, что даже сам Ньютон считал представление о совершенно пустом пространстве всего лишь временной ступенью. Фарадей любил цитировать письмо, в 1693 году направленное Ньютоном питавшему интерес к астрономии молодому богослову Бентли: «…то, что одно тело может действовать на другое на расстоянии без посредничества чего-то еще… представляется мне такой великой нелепостью, что я не сомневаюсь — ни один человек, обладающий достаточными для занятий философией способностями, никогда в это не поверит».

Обе цитаты взяты из статьи Максвелла «On Action at a Distance»[23], содержащейся в томе II собрания «The Scientific Papers of James Clerk Maxwell»[24], ред. W. D. Niven. (Cambridge: Cambridge University Press, 1890), pp. 315, 316.

С. 12 …и именно тогда сэр Гемфри Дэви обвинил Фарадея…:Верно, что Дэви и еще один ученый, Уильям Хайд Волластон уже начали проводить работы в том же направлении, однако к великому результату, полученному Фарадеем, они даже не приблизились, — а с другой стороны, Фарадей не принадлежал к числу склонных к воровству людей. Получить представление о завуалированных обвинениях Дэви можно из смятенных писем Фарадея и резкого ответа Волластона — особенно интересны письма от 8 октября и 1 ноября 1821-го, напечатанные в книге James, ред., «The Correspondence of Michael Faraday.» Продуманное обсуждение этой истории содержится в книге «Michael Faraday: A Biography»[25], by L. Pearce Williams (London: Chapman and Hall, 1965), pp. 152–160.

С. 13 Фарадей никогда не сказал о Дэви ни одного дурного слова: Однако он был оскорблен. В течение многих лет Фарадей вел посвященный Дэви альбом — он содержал геологические рисунки, напоминавшие об их совместных путешествиях; черновики нескольких статей Дэви, которые Фарадей переписывал в альбом своим аккуратным почерком; дружеские письма, которые Дэви присылал ему в прошлом; рисунки, посвященные событиям их жизни. Альбом был организован хронологически. После сентября 1821-го Фарадей ничего в него не добавлял.

С. 13 Письмо Чарльза Диккенса от 28 мая 1850 года: The Selected Correspondence of Michael Faraday, vol. 2: 1849–1866, ed. L. Pearce Williams (Cambridge: Cambridge University Press), p. 583.

С. 14 Представления же Фарадея о неизменности энергии часто воспринималась как удовлетворительная альтернатива: Во времена Фарадея сохранение энергии было лишь наблюдаемым на опыте явлением. Только в 1919 году Эмми Нетер дала более глубокое объяснение того, что оно повторяется с таким постоянством. Хорошее описание связей между симметрией и сохранением энергии можно найти в книге «The Force of Symmetry»[26], by Vincent Icke (Cambridge: Cambridge University Press, 1995), особенно интересно обсуждение, содержащееся на С. 114; или в главе 8 книги «Fearful Symmetry: The Search for Beauty in Modern Physics»[27], by A. Zee (Princeton. N.J.: Princeton University Press, 1986).

С. 15 …в этой тихой северной школе, — обучение там велось неформально и индивидуально…: у Эйнштейна имелось и еще одно добавочное удобство — он жил в доме директора школы Йоста Винтелера, который за двадцать лет до этого написал редкостной оригинальности докторскую диссертацию, посвященную «Relativität der Verhältnisse», или «ситуационной относительности» поверхностных особенностей языка и тому, как они произрастают из неизменных свойств звуковых языковых систем. Частичные структурные совпадения этой диссертации с дальнейшими работами Эйнштейна по физике очень значительны — вплоть до предпочтения Эйнштейном термина «теория инвариантов» для описания того, что он создал, — а именно этим термином пользовался Винтелер. О истории диссертации Винтелера см. pp. 143ff статьи Романа Якобсона в сборнике «Albert Einstein, Historical and Cultural Perspectives»[28], ред. Gerald Holton and Yehuda Elkana (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1982); существует также очаровательное эссе того же автора «My Favorite Topics»[29], опубликованное в книге in «On Language: Roman Jakobson»[30], ред. Linda R. Waugh и Monique Monville-Burston (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1990), pp. 61–66.

Глава 4. m — это масса

С. 18 [Лавуазье] … человеком, впервые показавшим… являются, на самом деле, частями единого целого: Слово «масса» взято в кавычки по той причине, что открытие Лавуазье касалось сохранения материи, а «m» в E=mc2 это инертная масса. Это вещь гораздо более общая, связанная не с детальными внутренними свойствами тела, но — в духе традиции Галилея и Ньютона — с общим сопротивлением, которое тело оказывает попыткам сдвинуть его с места. Такое различение кажется мелочным, однако оно имеет фундаментальный характер. Оказавшись на Луне, космонавты обнаруживают, что весят меньше, чем весили на Земле, но это происходит не потому, что они лишились какой-то части своих тел. Точно так же, — мы еще увидим это в главе 5, — наблюдая за достаточно быстро летящей ракетой, вы обнаружите, что ее масса очень сильно возрастает, однако и это происходит без добавления к ее металлическому корпусу новых атомов и даже без того, что атомы, из которых она состоит, увеличиваются в размерах.

Лавуазье делает заслуживающим пристального внимания то, что его посвященная сохранению материи работа, в конечном итоге, подогрела интерес к сохранению массы — даже при том, что в сегодняшнем понимании этих терминов материя и масса вовсе не обязательно должны быть связанными. Однако в конце 1700-х никого особенно не заботило то обстоятельство, что «на самом деле» Лавуазье доказал сохранение атомов, — ибо в то время никто не имел ясного представления даже о существовании атомов как физических тел.

С. 19 настал момент… опыта, по-настоящему важного: Если кто-то спросит: «А кто первым показал, что масса сохраняется?», ответ будет таким: «Да, собственно говоря, никто». Лавуазье в 1772 году показал, что при нагревании металла к нему присоединяется некоторое количество окружающего воздуха, но это было, по преимуществу, лишь развитием того, что сделали до него Морво, Тюрго и другие. В 1774 году Лавуазье поставил опыт более общего характера, использовав свинец и олово и подтвердив, что увеличение их веса объясняется проникновением воздуха в нагретые емкости, однако и это не было по-настоящему оригинальным, но строилось на концепциях ничего о том не подозревавшего англичанина Пристли. Даже подтверждавшие открытие опыты 1775 года, которые Лавуазье проводил с ртутью, привели, в конечном итоге, к формулировкам, коими атомисты пользовались как самими собой разумеющимися еще со времен Римской империи. И все-таки, нельзя сказать, что Лавуазье лишь присвоил то, что было сделано иными учеными. Пристли и прочие не смогли полностью прочувствовать концептуальную систему, которая придавала смысл всем этим разнообразным опытам. Лавуазье смог.

О различных подходах, оказывавших воздействие на ученых, равно как и о связанных с ними историографических соображениях, см. статью Schaffer: «Measuring Virtue: Eudiometry, Enlightenment and Pneumatic Medicine»[31] в книге «The Medical Enlightenment of the Eighteenth Century»[32], ред. A. Cunningham и R. K. French (Cambridge: Cambridge University Press, 1990), pp. 281–318.

С. 21 «Каждый подтвердит, что мсье Лавуазье…»: Arthur Donovan, «Antoine Lavoisier: Science, Administration, and Revolution»[33] (Oxford: Blackwell, 1993), p. 230.

С. 21 «Я — гнев, чистый гнев народа…»: Louis Gottschalk, «Jean Paul Marat: A Study in Radicalism»[34] (Chicago: University of Chicago Press, 1967).

С. 22 «Наш адрес… камера в самом конце»: Письмо Лавуазье жене, 30 ноября 1793 (10 фримера, года II); в книге Jean-Pierre Poirier, «Lavoisier: Chemist, Biologist, Economist»[35] (College Park, Penn.: University of Pennsylvania Press, 1996), p. 356.

С. 22 окончательный суд состоялся 8 мая: Часто приходится читать о том, что, когда Лавуазье был приговорен к смерти, председатель суда воскликнул: «Революция не нуждается в ученых!». Весьма сомнительно, однако, чтобы этот судья, Жан Баптист Коффиналь, сказал что-нибудь в подобном роде. В тот раз судили не отдельных людей, но целую группу старших членов «Генерального откупа», и Лавуазье из них судом выделен не был. Сохранился довольно подробный отчет об этом процессе. Что особо прогневало судей и присяжных, среди которых были: цирюльник, почтовый служащий и прежний маркиз де Монтфабер, сменивший к тому времени имя на Dix-Août (10 Августа), так это методы, которыми налоговые откупщики пользовались для собственного обогащения. Многие ученые во время Революции процветали или, по крайней мере, пережили ее, оставаясь относительно тихими во время различных ее эпизодов, особенно накалявших страсти, — к числу их относятся Карно, Монж, Лаплас, Кулон и другие. (Фраза «не нуждается в ученых» была, похоже, выдумана и появилась два года спустя в хвалебной речи, которую зачитал Антуан Фуркру, прежний ученик Лавуазье, поначалу увлекшийся революционным энтузиазмом, а теперь норовивший пойти на попятный и показать, что он ни в коей мере не был трусом, стоявшим в стороне, когда его прежний наставник подвергался нападкам.)