Превратности научных идей

Когда М. Борн и В. Гейзенберг строили матричную квантовую механику, у них возникли затруднения, и они обратились к царившему тогда на математическом Олимпе Д. Гильберту. Вот что он сказал. Когда ему приходилось иметь дело с матрицами, они получались у него в качестве побочного продукта собственных значений некой краевой задачи для дифференциального уравнения. Д. Гильберт и посоветовал поискать уравнение, которое, возможно, стоит за этими матрицами. Не исключено, напутствовал он молодых физиков, вам откроется нечто интересное. Но они не вняли совету, сочтя это бестолковой идеей и порешив, что великий математик чего-то не понимает.

А через несколько месяцев Э. Шредингер вывел знаменитое волновое уравнение, явившееся другим вариантом квантовых описаний. Теперь пришло время посмеяться Д. Гильберту, который заметил, что если бы его послушали, это уравнение открыли бы по крайней мере на полгода раньше. Видно, заключил он, «физика слишком сложна для физиков». И добавил вовсе уж убийственное: «Физика достаточно серьезная наука, чтобы оставлять ее физикам».

Современное естествознание, а за ним и обществознание все более проникаются пониманием роли математики в их делах. «Физику наших дней не обязательно знать физику, ему достаточно знать математику». В этой парадоксальной формуле академика Л. Ландау заключена не просто шутка. Здесь есть своя правда — истина, улавливающая тенденции роста математизации познания.

Умелое применение математических методов приносит не только теоретический успех, но и прямые экономические результаты. В частности, математический эксперимент, математическая гипотеза, математическое моделирование позволяют избежать материальных затрат, поскольку исследование идет не с веществами в лаборатории или на полигоне, а путем решения соответствующих дифференциальных уравнений.

Скажем, эксперимент, особенно физический, стал ныне крайне дорогостоящим. Ушли времена, когда, по выражению американца Р. Вуда, хороший физик мог с помощью… палки, веревки, сургуча и слюны изготовить любой научный прибор. Ныне другие отсчеты. К примеру, магнит для синхрофазотрона Объединенного института ядерных исследований в Дубне (СССР) имеет в диаметре более 60 метров и весит около 40 тысяч тонн. Это был самый тяжелый в мире магнит в начале 80-х годов. Или взять ускорители: серпуховской имеет в диаметре 1,5 километра, а длина кольца ускорителя в Протвине — 20 километров. Подобные установки представляют настоящие промышленные сооружения, с которыми вовсе не вяжется понятие прибора. Можно представить, какую экономию приносят математические методы, когда они способны заменить работу на таких «приборах».

…Как-то, осматривая обсерваторию Маунт-Вильсон (США), А. Эйнштейн задержался у телескопа. Впечатляли размеры. Зеркало, например, имело в диаметре 2,5 метра. «Для чего, собственно, нужен такой гигантский инструмент?» — поинтересовалась жена А. Эйнштейна, Эльза. «Его главное назначение заключается в том, — деликатно пояснил директор, — чтобы узнать строение Вселенной». — «В самом деле? … А мой муж обычно делает это на обороте старого конверта». Сама того не ведая, фрау Эльза показала глубокую правду о преимуществе математических исследований перед физическими.

Связь математики с практическими делами несомненна, хотя от первого знакомства с нею такого впечатления ввиду крайней отвлеченности ее построений не остается. Как был прав Н. Лобачевский, заявляя, что даже самая абстрактная математическая теория когда-нибудь обязательно отыщет себе применение.

Похожие проблемы у физики, многие теории которой также поначалу попадают часто в графу бесполезных, и лишь годы спустя они получают прописку на карте знания. Больше всего страдают фундаментальные идеи.

Так, в пору своего рождения теория относительности обычно встречала в ученых (тем более не ученых) кругах настороженный прием. К примеру, один из основоположников современной физической химии, немецкий исследователь В. Нернст, упорно именовал ее философией, то есть, по его понятиям, областью достаточно невразумительной, чтобы представлять науку. Но миновали десятилетия, и расчеты на основе положений А. Эйнштейна легли на чертежи конструкторов при создании ускорителей, при составлении графиков космических полетов, в других практических делах.

Аналогичный поворот ожидал квантовую механику. Вначале непонимание, неумение найти ей работу, более того, попытки отказаться от нее (даже со стороны первооткрывателей, в частности, М. Планка, Э. Шредингера), но затем стремительный, все нарастающий триумф.