Четыре жизни академика Берга

В конце XIX века случилось непредвиденное. Максвелл вырвал физику из мира наглядных представлений и вверг ее в мир чистой абстракции. Он понял, что Вселенная пронизана электромагнитными волнами, что свет — одна из разновидностей этих волн, и записал их свойства с помощью четырех удивительно простых на вид уравнений. Но парадокс заключался в том, что и через 30 лет после создания новой теории в ее смысл проникли лишь несколько физиков. Остальным она оставалась чуждой. Даже в наши дни, когда ученые давно освоили максвелловский математический аппарат, никто из них не может ответить на вопрос, что же такое электромагнитные волны, что такое радиоволны? Мы их получаем, применяем, но что это такое — сказать не можем.

Луи де Бройль, который еще в период Первой мировой войны, служа во французской армии радиотелеграфистом, много думал о природе радиоволн, прекрасно сформулировал это положение: «Современные представления не могут служить основой для понимания этих электромагнитных колебаний, которые не сводятся к классическому и наглядному представлению о колебаниях материального тела. Висящие в пустоте, если можно так сказать, они выглядят для непосвященных (а может быть, даже и для физиков) чем-то довольно таинственным».

Что же было требовать от современников Максвелла? Они не могли понять гениального открытия именно потому, что оно вопреки многовековым традициям и идеалам не покоилось на механических движениях и силах.

Величины, изображавшие в математическом аппарате Максвелла электромагнитные волны, не могли быть выражены никакими моделями. Это были лишь математические символы электрического и магнитного полей. В арсенале своего мозга ученые не находили опоры для понимания этих абстрактных величин, не могли почувствовать их физического смысла! И наиболее курьезное в этой истории то, что сам гениальный Максвелл не осознал полностью того, что совершил, и тоже ломал голову над созданием подходящей к его случаю модели.

Как видно, человеческому сознанию, даже открывая новое, очень трудно оторваться от привычных вещей, от уже понятых положений. Мысль не только стремится опереться на старые образы, но и отчаянно цепляется за них. Недаром, придя интуитивно к новым концепциям, ученые часто пытаются трактовать их на уровне тех идей, которые существовали раньше и прочно вошли в учебники или по крайней мере в научные журналы. Лишь когда новые идеи становятся привычными и занимают прочное место в сознании ученых, те удивляются: что же сложного в том, чего они так долго не понимали?

Об открытии Максвелла американский ученый Дайсон говорит: «Физикам потребовалось около тридцати лет, чтобы произвести такие изменения в своем образе мышления. Как только произошли эти изменения, тотчас же обнаружились вся простота и красота уравнений Максвелла и оказалось даже трудно понять, из-за чего поднялась вся суета».

Такую шутку формулы и уравнения играли с учеными не раз. Они уводили их в глубокий тыл противника, в мир загадок и шарад, и бросали там на произвол судьбы. Так было с Дираком в 1928 году, когда созданное им волновое уравнение вдруг подкинуло ему античастицу, и та открыла Дираку, первому на земле человеку, антимир. Дирак не был к этому подготовлен, у него никогда не было такого дерзкого намерения, и он долго не мог объяснить своим коллегам столь неожиданного поведения его уравнения. В течение нескольких лет существовал заговор молчания вокруг находки Дирака, пока он сам не понял поразительного факта: наряду с веществом в мире существует и антивещество.

Так было с Максом Планком, который в 1900 году написал формулу, трактующую процесс передачи энергии от нагретого тела в пространство не сплошным потоком, каким реки несут свои воды, а отдельными порциями — квантами. Квант энергии стал каким-то пугалом, не понятным ни Планку, ни другим ученым. Некоторые из них грозились отречься от физики, если возмутительная теория Планка не будет опровергнута.

И тем не менее этой «возмутительной» теорией, считающейся теперь важной частью фундамента современной науки, ученые пользуются по сей день, и во всех уравнениях квантовой физики присутствует «h» — «постоянная Планка», эта таинственная величина, подлинный смысл которой до сих пор скрыт от ученых.

Как говорил академик Лев Давидович Ландау: «Человек в процессе познания природы может оторваться от своего воображения, он может открыть и осознать даже то, что ему не под силу представить».

«Невозможно избавиться от ощущения, что математические формулы существуют независимо от нас и живут собственной разумной жизнью, что они умнее нас и умнее даже их создателей, ибо мы извлекаем из этих формул даже больше того, что было в них заложено сначала», — так выразил свое изумление Генрих Герц, первым обнаруживший реальное существование радиоволн и тем самым подтвердивший действительную, а не мифическую жизнь четырех уравнений Максвелла.