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.

---

Теперь (дело происходило в декабре 1946-го) мы заканчивали масштабный препаративный эксперимент, исходным материалом которого были несколько сот голубиных печенок. Четверо из нас… потратили несколько недель работы, чтобы подобраться к последнему шагу: спиртом высадить осадок, который, как мы верили, основываясь на микропробах, и будет достаточно чистым энзимом. Оставалось только вписать несколько деталей в статью, которую мы уже подготовили к публикации.

Поздней ночью Очоа и я готовили раствор из итоговой фракции энзима, скопившейся в колбах центрифуги. Я только что слил раствор из последней колбы в мерный цилиндр, где находился весь запас энзима. Тут я задел одну из пустых колб, неудачно лежавшую на переполненном лабораторном столе. Колба толкнула другую, и, как это бывает с карточным домиком, в конце концов повалились все, включая мерный цилиндр с энзимом. Тот опрокинулся на пол, а весь бесценный материал разлился. Он был утрачен навсегда. Очоа пробовал как-то меня ободрить, однако я оставался безутешен. Прежде чем я добрался домой на метро через час, Очоа успел несколько раз мне позвонить, поскольку всерьез опасался за мою безопасность.

Вернувшись в лабораторию следующим утром, я обратил внимание на маточный раствор, оставшийся от последней фракции. Мне следовало его вылить, поскольку в наших опытах он не проявлял активности. Однако вместо этого я поставил раствор в холодильник остывать до —15 °C и тут заметил, что прежде прозрачная жидкость мутнеет. Собрав осадок, я растворил его и решил оценить активность. “Святой Толедо!” — воскликнул я. Эта фракция вела себя ровно так, как энзим, который мы рассчитывали получить, и была на порядки чище всех предыдущих фракций. Северо, привлеченный “святым Толедо”, тут же подбежал узнать, что вызвало мой восторг.

Зачем, спрашивается, я сохранил и проанализировал фракцию, которую мы считали неактивной? Потому что энтузиазм и оптимизм Очоа был заразителен. Он учил меня, что, если быть упорным, что-нибудь хорошее да случится. Я был уверен, что со мной это правило сработает так же, как и с ним.

Корнберг мог бы добавить, что тут сыграли роль еще его благоразумие и осторожность.

КогпЬетуг А.,]оита1 о/ВШо&са! СЬетхзЬу, 276, ю, 2001.

Полтергейст за стеной

Институт фундаментальных исследований в Принстоне в разное время давал приют многим знаменитым ученым — и, разумеется, Эйнштейну в том числе. За институтом закрепилась репутация чего-то рафинированного и бесконечно далекого от жизни: тут не было студентов, а общение со всем остальным научным миром сводилось к минимуму.

Вот зарисовка из жизни института; действующие лица — молодой физик Эндрю Ленард и Чжэньнин (Фрэнк) Янг, знаменитый теоретик, который разделил Нобелевскую премию по физике 1957 года со своим соотечественником Цзундао Ли, профессором Колумбийского университета в Нью-Йорке. (Когда стали известны имена лауреатов, хозяин маленького китайского ресторана поблизости, куда они приходили на ланч каждую неделю, вывесил табличку со словами “Обедайте здесь и получите Нобелевскую премию”.) Как правило, младшие сотрудники института редко общались со знаменитостями, которым полагалось их вдохновлять.

К счастью для Эндрю Ленарда, так случилось, что как-то в 1966 году к нему в дверь постучался Янг, которому захотелось поговорить. Янг собирался узнать, над чем Ленард работает, и тот рассказал ему о проблеме устойчивости вещества (это довольно сложный вопрос о том, почему вещество, составленное из атомов, которые сами почти целиком состоят из пустоты между разделенными громадными расстояниями элементарными частицами, осязаемо и стабильно). Янг заинтересовался. “Очень любопытно. Это либо банальная, либо весьма сложная задача”, — сказал он и отправился в свой кабинет (который находился как раз за следующей дверью). Скоро Ленард услышал стук за стеной. Он сообразил, что это Янг пишет мелом у себя на доске. Шум не прекращался — тук, тук, тук, — мел стучал себе по доске, и Ленард перестал обращать на него внимание. Но вдруг стук неожиданно оборвался, как если бы с несчастным ученым случился сердечный приступ. Воцарилась мертвая тишина.

Спустя несколько минут Янг просунул голову в двери кабинета Ленарда. “Это непросто”, — произнес он и исчез.

Реакция Янга напоминает реплику математика сэра Гарольда Джеффриса, оброненную им, когда он был консультантом Имперского химического треста. В один из его приездов физики компании обрисовали ему задачу, с которой, как они надеялись, он мог бы помочь им разобраться. Джеффрис терпеливо слушал, не произнося ни слова. Когда все уже было сказано, установилась гробовая тишина, и затем сэр Гарольд произнес: “Как славно, что это ваша проблема, а не моя” — и быстро удалился.

Regis Ed, Who Got Einstein’s Office (Simon and Schuster, London, 1988).

Тот, кто решает задачи

Фриман Дайсон, один из самых удивительных физиков-теоретиков и прикладных математиков нашего времени, как-то назвал себя “решателем задач”, имея в виду (с излишней скромностью), что его главное умение — не придумывать задачи, а решать их. (Еще он ярко и убедительно пишет о развитии науки и о будущем человечества как вида; Дайсон рисует широкими мазками. Он верит, например, что, окажись мы перед угрозой “тепловой смерти”, придется подумать о перемещении нашей планеты на более гостеприимную орбиту, а то и о скачке в параллельную Вселенную — если только она существует. По словам Дайсона, мысль, что мы заперты в одной-единственной Вселенной, вызывает у него клаустрофобию.)

В своих мемуарах Дайсон вспоминает об идиллических временах молодости, когда сразу после Второй мировой он оказался окружен патриархами американской теоретической физики. В 1948 году, когда его совместная с Гансом Бете работа в Корнуоллском университете подходила к концу, юного Дайсона пригласили в Институт фундаментальных исследований в Принстоне. Тем временем Бете уговорил его посетить ежегодную летнюю школу для физиков под патронажем Университета Мичигана в Анн-Арборе — пятинедельное собрание, где молодым физикам давали возможность послушать лекции светил науки, задать вопросы и даже вступить с ними в спор. За две недели до начала школы Дайсон встретил Ричарда Фейнмана, который сообщил ему, что направляется на машине в Альбукерк, штат Нью-Мексико, и позвал съездить с ним.

Четыре дня подряд Дайсон и Фейнман беседовали и спорили. Их философские взгляды на физику были взаимно противоположны: Дайсон верил в уравнения, Фейнман — в картину, которая может уложиться в голове; он обладал почти мистическим убеждением в единстве природы и физических законов — том единстве, которое Эйнштейн безуспешно искал последние годы своей жизни — тогда как Дайсон просто нуждался в теории, которая будет работать в отведенных ей пределах. Фейнман не доверял математике Дайсона, а Дайсон относился с подозрением к интуиции Фейнмана. Фейнман сформулировал интуитивную картину того, что позже станет известно как квантовая электродинамика — это правила, управляющие взаимодействием частиц, для которых были придуманы знаменитые фейнмановские диаграммы. Теперь они — привычный инструмент любого специалиста по элементарным частицам. С другой стороны, было известно, что Джулиан Швингер разработал детальную, но, как считало большинство заинтересованных физиков, абсолютно неподъемную математическую теорию таких процессов и собирался представить результаты в летней школе Анн-Арбора. И вот Дайсон прибыл в Анн-Арбор на автобусе фирмы “Грэйхаунд” и отправился слушать Швингера. После лекции он решил поспорить с мэтром. Швингер был дружелюбен.

Я мог говорить с ним как угодно долго, и из этого разговора лучше, чем из лекции, понял, из чего появилась его теория. На лекциях она выглядела ограненным бриллиантом, ярким и ослепительным. В приватной беседе теория предстала передо мной необработанной, какой ее видел сам Швингер, прежде чем приступить к огранке и полировке. Теперь я куда лучше мог разобраться в ходе его мыслей.

Я извел на вычисления сотни страниц, пытаясь решать простые задачи методом Швингера. К концу летней школы я почувствовал, что понимаю теорию Швингера как никто другой — за исключением, может быть, самого Швингера. Ради этого, пожалуй, стоило приезжать в Анн-Арбор.

Уезжая, Дайсон снова сел на автобус “Грэйхаунд” и продолжил свое путешествие на запад — с недолгими остановками в Юте и Калифорнии. Озарение пришло на обратном пути.

За три дня и три ночи безостановочной езды я добрался до Чикаго. Все это время мне было не с кем поговорить. Автобус слишком трясло, из-за чего читать я тоже не мог, так что оставалось сидеть и смотреть в окно. Мало-помалу я впал в необременительный ступор. Когда на третий день мы вяло ползли через Небраску, что-то определенно случилось. Я не думал о физике две недели подряд, а теперь физика вызвала своего рода взрыв у меня в сознании. Картинки Фейнмана и уравнения Швингера начали выстраиваться в голове так ясно, как никогда раньше. Впервые я мог свести их вместе. Час или два я складывал и перетасовывал отдельные детали. Наконец я понял, как именно они примыкают друг к другу. У меня не было ни карандаша, ни бумаги, но все было настолько очевидно, что мне больше не требовалось что-либо записывать. Фейнман и Швин-гер просто смотрели на одни и те же вещи с разных сторон. Соединив их методы, вы получаете квантовую электродинамику со швингеровской математической точностью и фейнмановской гибкостью. В конце концов возникнет теория “срединных территорий” (так Дайсон называл состояния вещества между крупномасштабным — вроде небесных тел, которыми управляет гравитация, — и микроскопическим: неуловимыми и короткоживущими субатомными частицами, встречающимися среди продуктов высокоэнергетических столкновений и в атомном ядре. Последними управляют так называемые сильные взаимодействия). Мне потрясающе повезло оказаться единственным человеком, который имел продолжительную беседу как со Швингером, так и с Фейнманом, и я действительно понял, чем занимается каждый из них. В час озарения я был особенно благодарен Гансу Бете, который сделал это возможным. Весь остаток дня, глядя на закат над прерией, я выстраивал в голове структуру будущей статьи, которую напишу, как только доберусь до Принстона.