Пол Хэлперн - Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания

• Название: Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания
• Автор: Пол Хэлперн
• Издательство: Питер
• Жанр: Физика
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-496-01861-6

Многие физики всю свою жизнь посвящают исследованию конкретных аспектов физического мира и поэтому не видят общей картины. Эйнштейн и Шрёдингер стремились к большему. Поиски привели их к важным открытиям: Эйнштейна — к теории относительности, а Шрёдингера — к волновому уравнению. Раздразненные найденной частью решения, они надеялись завершить дело всей жизни, создав теорию, объясняющую всё.

Эта книга рассказывает о двух великих физиках, о «газетной» войне 1947 года, разрушившей их многолетнюю дружбу, о хрупкой природе сотрудничества и открытий в науке.

Пол Хэлперн — знаменитый физик и писатель — написал 14 научно-популярных книг. В круг его интересов попадает всё — время и пространство, множественные измерения, темные материя и энергия, космология. Его последняя книга повествует о том, как Альберт Эйнштейн и Эрвин Шрёдингер сражались с несовершенством и недетерминированностью квантовой механики, пытаясь создать теорию поля, которая объединила бы все силы природы и потеснила квантовую странность. К сожалению, оба потерпели фиаско.

Сможет ли кто-то из современных ученых превзойти гениев прошлого? Найдется ли новый Эйнштейн, который сможет воплотить его мечту о единой физической теории в жизнь?

---

Эйнштейну по-прежнему нравилось иметь друга по переписке, с которым можно обмениваться идеями. Он по-дружески писал Шредингеру: «Я высоко ценю то, что вы открыто сообщаете мне о ваших достижениях. В какой-то степени я это заслужил, ведь десятилетиями я в одиночку бился головой об эту стену»{154}.

Новообретенная популярность (благодаря книге «Что такое жизнь?» и его общей унитарной теории), теплая переписка с Эйнштейном и очевидные успехи в области физики — Шрёдингер был на седьмом небе от счастья. Безусловно, он был выдающимся ученым, но нарциссизм затуманил его рассудок. Его желание быть обожаемым женщинами и получать удовольствие от их соблазнения реализовалось в многочисленных любовных приключениях. У него состоялось еще два романа в течение ближайших нескольких лет, каждый из которых привел к беременности и рождению дочек.

Первый из двух романов был с замужней женщиной по имени Шейла Мэй Грин, интеллигентной общественной активисткой и критиком администрации де Валера. Они начали встречаться весной 1944 года. Уже осенью Шейла забеременела. 9 июня 1945 года она родила дочь, Бланат Николетт. Шейла и ее муж Дэвид воспитывали ее, а после развода Дэвид воспитывал дочь в одиночестве. Помимо дочери, еще одним результатом их романа стала книга любовной поэзии, которую Эрвин посвятил Шейле, а через некоторое время опубликовал.

Второй роман был с женщиной по имени Кейт Нолан (на самом деле это псевдоним для сохранения конфиденциальности), государственной служащей, которая познакомилась с Хильде, когда они обе работали в Красном Кресте{155}.[13]

Их короткая связь привела к появлению на свет девочки по имени Линда Мари Тереза, родившейся 3 июня 1946 года. Изначально Кейт, будучи в шоковом состоянии из-за незапланированной беременности, отдала Линду Шрёдингерам. Однако спустя два года она захотела вернуть себе дочь. Однажды, проезжая мимо, она увидела, как няня, нанятая Шрёдингерами, прогуливается с Линдой. Кейт взяла Линду из коляски и забрала ее. Эрвин ничего не мог с этим поделать, поскольку Кейт была ее законной матерью. Кейт перевезла девочку в Родезию (ныне Зимбабве), где она и выросла. Сын Линды (и внук Шрёдингера) Терри Рудольф родился там же в 1973 году{156}. Он стал физиком, специалистом в квантовой теории, и в настоящее время работает в Имперском колледже Лондона.

Поймать физика

Жившему в нейтральной Ирландии Шрёдингеру не приходилось принимать сложных моральных решений о том, участвовать или нет в военных проектах. Л, например, Гейзенберг, оставшийся в Германии, находился в ситуации, когда ему было трудно от них отказаться. Он был связан семейными узами с Генрихом Гиммлером, рейхсфюрером СС. Это помогло ему избежать обвинений в чрезмерно близких контактах с евреями-учеными, например Борном. Эти связи также помогли ему занять ведущие научные позиции во время войны. Гейзенберг был рад получить возможность послужить своей стране, даже в условиях режима, который не поддерживал.

О руководящей роли Гейзенберга в нацистской ядерной программе написано много. После войны он свел к минимуму усилия команды ученых, направленные на разработку атомной бомбы, и переориентировал ее работу на изучение аспектов мирного использования атомной энергии. Его коллега, физик Карл Фридрих фон Вайцзеккер предположил, что они специально работали медленно и никогда не хотели, чтобы Гитлер заполучил бомбу. Они утверждали, что в некотором смысле немецкие ученые вели себя более этично, чем союзники, потому что они никогда всерьез не стремились создать ядерное оружие и никогда не использовали его. Гейзенберг также обвинил Эйнштейна в лицемерии, когда тот из главного пацифиста превратился в убежденного сторонника военных действий союзников.

Однако в 2002 году были обнародованы неотправленные письма Бора Гейзенбергу. В них Бор описывает их беседы, которые состоялись в Копенгагене в 1941 году (встречи, которые легли в основу знаменитой пьесы Майкла Фрейна «Копенгаген»). Бор так никогда и не отправил эти письма Гейзенбергу, потому что не хотел бередить старые раны. Он вспоминал, что именно Гейзенберг рассказал ему о том, что немцы активно работают над созданием атомной бомбы и что они в конечном итоге достигнут цели. Бор был потрясен уверенностью Гейзенберга. В сентябре 1943 года Бор был вынужден бежать на рыбацкой лодке из Дании в Швецию, а затем самолетом военной авиации (организованным Линдеманном) — в Великобританию, где он присоединился к ядерной программе союзников.

Слежка за Гейзенбергом и немецким атомным проектом стала одним из наиболее важных приоритетов для разведки союзников. Примерно одновременно с побегом Бора Сэмюэл Гаудсмит (который совместно с Джорджем Уленбеком ввел понятие спина) был назначен главой миссии «Алсос». Перед ней была поставлена задача оценки прогресса в создании атомной бомбы.

Вряд ли можно было заподозрить в шпионаже Мо Берга, который был заурядным игроком бейсбольной лиги и тренером, но в то же время полиглотом и экспертом по имитации научных способностей. Один из его бывших товарищей по команде как-то пошутил, что тот «может говорить на двенадцати языках, но не может хорошо ударить ни на одном из них»{157}. Берг присоединился к Управлению стратегических служб (организации — предшественнице ЦРУ) в 1943 году и вскоре был завербован в сверхсекретный проект по противодействию нацистской ядерной программе.

После кратких инструкций относительно нюансов квантовой и ядерной физики Берг выдал себя за физика и в декабре 1944 года принял участие в конференции в Цюрихе, где должен был выступать Гейзенберг. Берг имел при себе пистолет и капсулу с цианидом, у него был строгий приказ: если окажется, что Гейзенберг приблизился к созданию бомбы, Берг должен его убить. Если же, напротив, окажется, что он ведет безопасные исследования, то трогать его не нужно. К счастью для Гейзенберга, реализовался второй сценарий. Он делал доклад о матрицах рассеяния в квантовой физике, предмете, который имел мало общего с бомбами. Берг решил, что это достаточно безопасно, и сохранил Гейзенбергу жизнь.

В 1945 году, когда советские войска взяли Берлин, Великобритания и США поняли, что все атомные секреты немецких ученых могут попасть в руки СССР. Они приступили к операции «Эпсилон» по задержанию ведущих немецких физиков-ядерщиков и перемещению их в Англию.

Гейзенберг и девять других ученых, включая Гана, фон Вайцзеккера и фон Лауэ, были доставлены в Фарм-Холл, величественный особняк, расположенный неподалеку от Кембриджа, где они содержались в течение шести месяцев. Несмотря на то что ученые находились в изоляции и под охраной, им создали комфортные условия.

Начиненный прослушивающими устройствами Фарм-Холл стал своеобразной лабораторией, в которой испытуемыми были сами ученые. Целью этого «эксперимента» являлось наблюдение за исследователями, находящимися в спокойной и комфортной обстановке и не подозревающими, что за ними следят, и выяснение, какой была настоящая цель их исследований и каких результатов они в действительности достигли. Когда в августе союзники сбросили атомные бомбы на японские города Хиросиму и Нагасаки, реакции ученых были зафиксированы и тщательно проанализированы. Все ученые были потрясены тем, как быстро союзникам удалось реализовать атомный проект. Они усиленно работали над созданием бомбы, но на проекте отрицательно сказывались недостаточное финансирование и отсутствие у Гейзенберга опыта конструкторских разработок. Его мышление было слишком абстрактным для проектирования взрывных устройств. Поэтому они доложили наверх, что для создания бомбы потребуются еще много лет исследований и это нереалистично в ближайшей перспективе.

После того как Гейзенберг был освобожден из Фарм-Холла, он возобновил научную карьеру. С окончанием войны и победой союзников Германия вернулась в свои довоенные границы, но с некоторыми изменениями. Она была разделена на четыре оккупационные зоны, каждая из которых находилась под управлением одного из союзников. Берлин также был разделен на четыре сектора. Гейзенберг поселился в Гёттингене, который находился в британском секторе.

Шрёдингер был рад видеть Австрию освобожденной, восстановленной и независимой республикой. Впрочем, она тоже была разделена на оккупационные зоны, включая советский сектор на востоке. Хотя Шрёдингер уже начал думать о возвращении, из-за политической ситуации он еще на некоторое время оставался в Дублине, — этот период ожидания закончился лишь десятилетие спустя. Тем временем Шрёдингер решил уйти с поста руководителя факультета теоретической физики, уступив это место Гайтлеру» но остался старшим профессором. По официальной версии, он хотел сосредоточиться на исследованиях. Тем не менее есть данные о том, что у него были разногласия с обслуживающим персоналом института, и он решил, что сыт по горло административной работой.