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.

---

Удостоверившись, что рана его не серьезней комариного укуса, умирающий встал, поправил рубаху, застегнул жилет и удалился, все еще нервно дрожа.

А Сильвестр тогда так и не уехал в Англию. Он остался в Нью-Йорке, где рассчитывал поработать в Колумбийском колледже (сейчас это Колумбийский университет). Однако совет Университета Виргинии отказался засвидетельствовать, что никакой вины за ним нет. Пробыв в Нью-Йорке безработным больше года, Сильвестр все-таки отправился в Лондон, где открыл юридическую практику. Джордж Халстед, который позже стал его студентом и почитателем — благо Сильвестр все же вернулся в Америку и преподавал потом в Университете Балтимора, — пишет так:

Пять статей, написанных Сильвестром в 1841 году, до отъезда в Виргинию, дают представление о самых великих его открытиях. Затем вся его творческая активность внезапно прекращается. Ни статьи, ни единого слова. Только в 1844-м раненая птица снова начинает робко щебетать, и понадобится еще десятилетие, прежде чем она запоет в полный голос.

Пусть Сильвестр и потратил бесцельно годы, которые у математиков считаются самыми продуктивными, но тем не менее американский философ Чарльз Сандерс Пирс отмечал, что с силой его логики “не могли сравниться удвоенные, а то и утроенные силы всех сынов человечества”. В поздние годы Сильвестр сделался предметом почитания в британских академических кругах, стал плодовитым писателем, а его публичные выступления пользовались большой популярностью.

История позаимствована из захватывающей статьи: Feuer Lewis S., The Mathematical Intelligencer, 9,13 (1987).

Тихий американец

Джон Бардин (1908–1991) дважды получил Нобелевскую премию по физике — в 1956-м и в 1972 году. Это был грузный, спокойный, слегка не уверенный в себе человек с мягким голосом. Студенты, посещавшие его лекции в Университете Иллинойса, называли его Шепчущим Джоном. Первую Нобелевскую премию он разделил с двумя коллегами из лабораторий компании ВеП — один, Уолтер Брэт-тайн, был его другом с детских лет, а другой, Уильям Шокли, руководил его подразделением. Бардин, который усвоил квантовую механику еще в студенческие годы в Принстоне, осознал, пытаясь разобраться с поведением полупроводников, что электрический ток будет испытывать возмущение на границе пары микроскопических участков кристалла. Такие границы встречаются в кристаллах, которые содержат примеси, и проведенный Барди-ном теоретический анализ показал, что плотность тока на таких участках будет меняться. Итогом его теоретических исследований и последующих экспериментов стало изобретение транзистора.

Жена Бардина вспоминала, как однажды в 1948-м ее муж приехал с работы, припарковал машину около дома и зашел на кухню, где она в это время готовила ужин. “Ты знаешь, — сказал он тихим, как обычно, голосом, — мы кое-что сегодня открыли” А однажды утром в 1956-м, когда он взбивал яйца на завтрак, по радио передали, что ему и его коллегам присуждена Нобелевская премия.

После вручения премии группа распалась: Шокли, понимая, насколько Бардин умнее и талантливее, явно ему завидовал, причем так, что даже запретил Бардину заниматься тем, что ему было интересно. (Позже Шокли станет печально известен своими яростными выступлениями в защиту евгеники и генетического детерминизма, а также превосходства белой расы. Следуя этим взглядам, он учредил банк спермы нобелевских лауреатов, дабы улучшать генофонд Америки.) В итоге Бардин ушел из компании и стал работать в Университете Иллинойса. Именно там, вместе с двумя своими студентами, он и нашел объяснение сверхпроводимости, которая 50 лет с момента открытия оставалась загадкой для теоретиков. Это принесло Бардину вторую Нобелевскую премию — которую он на этот раз разделил с парой молодых помощников. Вот как Бардин сообщил об открытии своему факультетскому коллеге, Чарльзу Слихтеру:

Бардин остановил меня в коридоре физического факультета Университета Иллинойса. Дело было утром, на следующий день после того, как Бардин, Купер и Шриффер окончательно сформулировали теорию БКШ (так, по именам ученых, эта теория вошла в науку). Было ясно, что ему есть о чем сказать, но он просто стоял на месте. Я молча ждал, и наконец он произнес: “Ну, мне кажется, мы объяснили сверхпроводимость” Хотя Бардин и был человеком стеснительным во многих отношениях, однако, если он понимал, что сделал нечто действительно важное, ему было необходимо с кем-то этим поделиться.

Бардин активно занимался наукой до самой смерти.

Кроме науки, единственным увлечением в его жизни был гольф. Слихтер рассказывает:

Однажды в гольф-клубе давний партнер по игре обратился к Бардину с вопросом: “Джон, я давно собирался спросить: а чем ты зарабатываешь на жизнь?” Вы можете такое представить? Думаю, будь у меня две Нобелевские премии, как у Джона, уж я бы нашел случай об этом обмолвиться.

Lubetkin Gloria В., Physics Today, 45, April, p. 23 (1992).

Как Бунзен и Кирхгоф нашли решение задачи, решения не имеющей

Роберт Бунзен (1811–1899) и Густав Кирхгоф (1824–1887) — две ослепительные вершины в истории химии. Памятником Бунзену можно считать всю спектроскопию. Знаменитую горелку, которую назвали его именем, Бунзен сконструировал с целью получить бледное, практически бесцветное пламя, в котором проще различать цвета спектра. Родившийся в Геттингене в 1811 году, в зрелые годы Бунзен был обожаемым всеми приветливым холостяком с привычкой к неряшеству: жена одного из его коллег по Гейдельбергскому университету как-то сказала, что хотела бы его поцеловать, но прежде его нужно отмыть. Кирхгоф, друг и коллега Бунзена, на равных участвовал во многих работах по спектральному анализу и внес вклад во многие другие области физической химии. Лаборатории Бунзена и Кирхгофа во Фридрихсбау, в здании физического факультета, располагались по соседству.

Начиналось все в конце XIX века — с имени Кирхгофа, нацарапанного на окне комнаты, которую сейчас отвели старшему ассистенту. Из этого окна открывается вид на долину Рейна, где лежит город Мангейм, и именно в эту сторону смотрели Бунзен и Кирхгоф однажды вечером: там бушевал пожар, и спектроскопический анализ пламени позволил им определить, что в горящих материалах присутствуют барий и стронций. Если же выглянуть из окна в другую сторону, взгляду откроются река Неккар и Хейлинген-берг, где по склонам петляет “философская тропа” — главная из множества тропинок на лесистых холмах вокруг города, и именно там двое друзей имели привычку совершать свои ежедневные прогулки. Бунзен говорил, что как раз во время таких прогулок к нему и приходят самые умные мысли. Одна из них была такой: “Если мы смогли узнать, что за вещества горят в Мангейме, то отчего бы не проделать этот трюк с Солнцем? Только вот все скажут, что мы сошли с ума” Что произошло потом, знает теперь весь мир, однако прекраснее всего, надо думать, была минута, когда Кирхгоф сказал: “Бунзен, а я уже сошел с ума”, и когда Бунзен, сообразив, что это значит, ответил: “И я тоже, Кирхгоф!”

Свет Солнца, пропущенный сквозь спектрограф (простой инструмент, где призма раскладывает свет в цвета радуги), как оказалось, прерывается множеством узких черных полос. В 1802 году английский химик Уильям Гайд Воластон (главный повод вспомнить о нем сегодня — большая двояковыпуклая лупа, с которой изображают Шерлока Холмса) с удивлением обнаружил семь таких “зазоров” в солнечном спектре, ю лет спустя Йозеф Фраунгофер из Германии, вооруженный куда лучшей оптикой, зафиксировал не менее 300 таких линий (потом их станут называть фраунгоферовыми). Как установили Бунзен и Кирхгоф, две самые известные фраунгоферовы линии в точности соответствуют тем линиям из желтой части спектра, которые дает натрий в пламени горелки. Затем они стали находить в спектре Солнца все новые и новые следы присутствия других элементов, и в конце концов их методика позволила открыть прежде неизвестный, но имеющийся в изобилии на Солнце элемент — благородный газ гелий.

Чтобы оценить значение этого случая и понять, что привело друзей-ученых в восторг, стоит вспомнить влиятельного философа и математика Огюста Конта, который несколькими годами раньше провозгласил, что вопрос о составе Солнца — один из тех, на которые наука ответить не сможет никогда. Открытие того, что Солнце (и, как установили позднее аналогичным способом, далекие звезды) состоит из тех же элементов, что и Земля, стало невероятно важным событием в истории науки.

Отрывок про Бунзена и Кирхгофа — из анонимной статьи в Nature, 65,587 (1902;.

Как смутить скептика

Логан Перселл Смит — не ученый, а писатель, зато он приходился шурином выдающемуся ученому Бертрану Расселу. В университетские годы он подружился с Бенджамином Джоветом, грозным главой Бэллиот-колледжа, который преподавал древнегреческий. Джовет имел твердые убеждения о назначении университетов. Он считал, что главное — это образовательный процесс, а научную работу полагал никому не нужной и не видел в ней никакого смысла. Его взгляды прекрасно иллюстрирует приводимая ниже беседа с Логаном Перселлом Смитом. В те времена все говорили об открытиях физиологов, о нервной системе и нервных импульсах: совсем недавно двумя немецкими нейрофизиологами был обнаружен коленный рефлекс, и ученые обсуждали рефлексы — их определяли как импульсы, приходящие в центральную нервную систему и отражаемые ею в направлении мускулов, чтобы спровоцировать непроизвольное движение.