Планк против... Планка

Действительно, интересная страница истории идей. Не так идей, как характеров, да и не столько история, сколько драма. Здесь замешаны особенно чистые, особенно честные, умеющие ради высокой цели положить на плаху собственную славу. Только жертвы-то напрасны потому, что поворачиваются отлучением от науки плодоносных замыслов. Но все по порядку.

Ломая сильнейшую инерцию притяжения старого, шел к своему закону тяготения И. Ньютон. Конечно, как можно поверить, что тела, разведенные пустым пространством, влекутся друг к другу без наличия каких-либо наглядно-осязаемых сил? И не верили. Против шли многие знатные авторитеты времени: француз Р. Декарт, голландец Х. Гюйгенс и другие. Но что другие, когда покачнулся сам И. Ньютон. И было от чего.

В дни своего рождения закон подтверждался далеко не в той норме, которая приличествует всемирному закону. Как отмечает Е. Вигнер, относительная ошибка составляла тогда ¹/₂₅. Отказывалась повиноваться, например, Луна, упорствуя занять то место, которое ей приготовил И. Ньютон. Ученый писал соотечественнику астроному Э. Галлею, что движение Луны не согласуется с его формулой. Обескураживали и другие факты. В те смутные часы И. Ньютон так говорил о тяготеющих силах: "Это мне кажется столь большим абсурдом, что я не представляю себе, чтобы кто-либо, владеющий способностью здраво мыслить в философии, мог к этому прийти". Обратим внимание, насколько обнаженно, нелицеприятно отзывается ученый о собственной идее.

И. Ньютон не захотел тогда публиковать свое открытие. Прошло 16 лет, прежде чем ему стало известно, что радиус Земли измерен неверно. Уточненные же величины убеждали в справедливости его закона. Прошло еще 4 года, появились новые сведения. И лишь тогда, окончательно убедившись, что ошибки нет, И. Ньютон заявил об открытии.

Так параллельно с разработкой научной идеи автор преодолевал сомнения в ее правоте, взвешивал и целых 20 лет держал ее вдали от бурных событий в науке, приговорив себя к молчанию.

В долгих колебаниях провел дни также Ч. Дарвин, утверждаясь в познавательной силе своей эволюционной теории. Особенно смущал вывод о естественном происхождении человека, что лишало царя природы неординарности и выравнивало с животными. Было так непривычно осознать это. И лишь два десятка лет спустя ученый отважился выпустить теорию в свет. Может, ждал бы еще, да буквально по следу шел соотечественник А. Уоллес, исповедуя те же мысли. Назревала угроза потери приоритета, и Ч. Дарвин решился, совсем немногим упредив коллегу. К чести А. Уоллеса надо сказать, что он не оспаривал первенства, оставив его Ч. Дарвину.

Раскрывая тему, мы увлеклись "показаниями" в линиях внутренней борьбы исследователя: пускать или не пускать результат в жизнь. Высшего накала этот конфликт с самим собой достигает, когда ученый вступает в бой с собственными, уже оглашенными в печати работами, объявляя их ошибочными, ненужными и даже вредными.

Открывается более чем курьезная ситуация. Как исследователь, вовлеченный логикой развития науки в решение проблемы, он не может не принять результат. В то же время, осознавая, что разрушает устоявшиеся представления, всеми силами противится утверждению нового, хотя бы оно являлось его собственным творением.

На грани последних веков в Швейцарии успешно работал естествоиспытатель И. Баур. Более сорока лет он посвятил изучению так называемых топливных элементов (которые путешествуют в научной литературе под знаком "ТЭ"). Это источник энергии, которая образуется в результате движения тока между металлическими пластинами, погруженными в кислоту.

Планк против... Планка

Вообще, к топливным элементам подступались еще в 30-е годы ушедшего столетия. Тогда англичанин В. Гроув, опустив две платиновые полоски в сосуд с разбавленной серной кислотой, наблюдал движение тока. Интересно заметить, что В. Гроув по специальности юрист, а полоски опускал, используя освобожденные от юридических забот часы,- факт сам по себе примечательный, также повествующий о "ненормальностях" науки. Ток, пойманный В. Гроувом, был удручающе слаб, и экспериментатор все искал и искал новые ходы, варьируя материалы и сочетания. Позднее над этой задачкой трудились и другие, в их числе наш П. Яблочков, который испытывал свою конструкцию, вводя уголь в окись углерода. Однако все старания решительно поднять силу тока оказывались в ту пору безуспешными.

Тогда взял слово И. Баур. Несмотря на то, что он отдал топливным элементам почти полвека, значительно продвинулся в теории вопроса, наладил немало подходящих схем, несмотря на все это (а, может быть, как раз поэтому?), ученый заявил, что его личный опыт убеждает в практической бесплодности задуманного. Такой приговор собственному делу, конечно, охладил притязания на поиск со стороны других, которые не могли не прислушаться к голосу авторитета.

Все же окончательной точки на судьбе топливных элементов поставлено не было. После некоторого затишья, к воцарению которого, как видим, руку приложил и Баур, поднялась волна нового интереса. Он обозначился появлением в начале уже нынешнего века глубокой потребности в ином типе автономных электрохимических источников тока: аккумуляторов для автомашин, электрокаров, подводных лодок и т. п. Вал заказов нарастал столь упруго, что лишь на усовершенствование свинцовых аккумуляторов было выдано за короткое время свыше 20 тысяч патентов.

Еще один прилив увязан с началом космической эры. В Соединенных Штатах Америки, например, в середине XX века по топливным элементам ежегодно осуществлялись работы, финансирование которых стоило десятки миллионов долларов. Исследования вели около шестидесяти организаций и фирм. Надо полагать, суммы наших затрат столь же впечатляющи, поскольку советская программа освоения космоса не менее масштабна, а в ряде позиций обошла американскую. Но, как повелось, все затратные числа, повествующие о больших расходах, да еще в делах, полагаемых государственным секретом, у нас не афишируются.

Одним словом, тема, объявленная в свои дни И. Бауром малопригодной, не осталась без присмотра. В нее пришли свежие силы, придали ей новые ускорения и вывели в ряд остро полезных исследований.

Также не понял значения одного из своих открытий и Т. Эдисон, зачитав самому себе довольно суровое заключение.

В 1883 году изобретатель "расследовал" причину почернения колб у ламп накаливания. Человек внимательный, даже дотошный, он обнаружил, что между нитью и впаянным в лампу электродом, соединенным с положительным полюсом патрона, шел ток. Это двигались свободные электроны, образуя термионную эмиссию, впоследствии названную "эффектом Эдисона".

Однако сам-то Эдисон того не оценил. Вернее, оценил, только с противоположным знаком. Прибор, который поймал явление эмиссии, он назвал никчемным "лабораторным уродцем", о явлении же опрометчиво сказал: "Это никогда и никому не пригодится".

Пригодилось, однако же, и очень скоро. Не ушло и четверти века, как еще при жизни великого изобретателя создаются на основе его эффекта, но уже руками других, радиолампы. Более того, "бесперспективное" открытие сообщило жизнь целой отрасли производства - электронной промышленности. Так, время показало, что Т. Эдисон здесь явно притормозил самого себя, отодвинув результат как бесполезный.

Столь же опустошительной критике подверг собственный вывод немецкий математик конца XIX - начала XX столетия П. Гордан из Эрлангенского университета. Гордан был весьма высок своим званием "короля инвариантов". Он действительно провел большие работы, совершив одним из первых прорыв к тайнам алгебраических инвариантов (величин, остающихся "равнодушными" к тем или иным их преобразованиям). Однако общетеоретические вопросы этой области еще долгое время беспокоили исследователей ("Проблема Гордана").

Затруднение состояло в следующем. Чтобы доказывать частные случаи некоторого общего положения теории, приходилось каждый раз выполнять громоздкие вычисления. Это определенно вносило дискомфорт в математические умы, вообще ложилось препятствием в развитии области. И, понятно, над проблемой работали. Наконец, лед тронулся. Выход нашел Д. Гильберт, распространивший теорему П. Гордана на алгебраические формы с любым числом переменных. Это позволило написать общие методы решений, избавив от необходимости искать в каждом конкретном случае свой путь, прибегая к сложным выкладкам.

Увы! Результат Д. Гильберта встретили в штыки, объявив их неудобными, даже "чудовищными и сверхъестественными" (Ф. Линдеман). Ждали, что скажет сам П. Гордан. Он долго молчал и наконец произнес: "Это не математика. Это теология". Все же позже Гордан отдал идее Д. Гильберта должное. Но, отступая, сохранил лицо. "Я убедился,- сказал он,- что у теологии есть свои преимущества".

Если продвигаться по порядку, то здесь следовало бы назвать Г. Герца и К. Рентгена, войну которых против использования собственных открытий, объявленных ими же бесполезными, мы уже отмечали. Или как не припомнить Г. Лоренца, пенявшего А. Эйнштейну за якобы необдуманную пересадку Лоренцовых преобразований на почву теории относительности.

Характерные для нашего разговора события сопровождали становление квантовой механики.

В том, что ее (как уже отмечалось) не сразу приняли в ученом сообществе, мало удивительного. Скорее это норма при встрече с новым, да еще столь непривычным. Удивления начинаются с того момента, когда узнаем, что квантовую теорию "не жаловали" сами творцы теории, те, кто, можно сказать, возводил ее на престол. И среди них такие первоклассные умы, как де Бройль, М. Планк, Э. Шредингер.

...В 1913 году А. Эйнштейн проходил по конкурсу действительным членом Прусской академии наук. Его кандидатуру поддержали ряд видных немецких ученых: М. Планк, О. Варбург, В. Нернст. Рекомендуя А. Эйнштейна к избранию, они заявили, что едва ли в современной физике отыщется тема, в которую кандидат не внес бы своего участия. А далее было сказано: "И если кое-что в его спекуляциях могло пройти мимо цели, как, например, гипотеза о световых квантах, это не может быть поставлено ему в вину, ибо, выдвигая новые идеи, особенно в точных науках, невозможно не идти на некоторый риск".

Положим, В. Нернст и О. Варбург работали сравнительно в далеких от квантовых дорог разделах. В. Нернст (о чем уже было сказано) изучал пограничные для физики и химии события, был автором третьего начала термодинамики. О. Варбург - также инициатор пограничных тем, но в области биохимии. Однако же М. Планк сам был основателем идеи кванта, человеком, в первую голову ответственным за все последующее квантовое движение. Тем не менее он ставит А. Эйнштейну в вину авторство якобы достаточно умозрительной гипотезы световых квантов и упрашивает прусских академиков извинить ученому его "квантовые прегрешения".

Кроме того, под обстрелом М. Планка оказались куда более близкие фигуры. Выдвинув идею квантования энергии, Планк сам же и оспаривал ее. Он определенно не хотел признавать подобное истолкование всерьез и надолго и, по его собственному признанию, терпел это лишь потому, что никакой иной возможности объяснить энергетические процессы не было. М. Планк даже писал коллегам просьбы не принимать гипотезу, поскольку она, с его слов, разрушает красивое здание классической физики. Настолько сильным было сопротивление новому слову со стороны самого же автора слова. Но это и тормозило процесс, удерживая физику на прежних, доквантовых позициях.

Э. Шредингер написал основное уравнение квантовой механики. Но его тоже удручала перспектива расставания с классической традицией, которую он рушил, внося новые представления. Э. Шредингер выразился в том смысле, что, знай он все наперед, едва ли посвятил бы свои усилия разработке "иррациональных квантовых скачков". Наконец, тоже известный итальянский физик Э. Ферми, выступив одним из законоположников квантовой электродинамики, тем не менее упорно избегал пользоваться ее методами. Е. Вигнер объясняет этот курьез состоянием психологического дискомфорта, который сопутствовал обращению к нетрадиционному типу мышления, вносимому новой концепцией.

Так, сама же наука усилиями ее вождей оказывает противодействие включению важных результатов в познавательный обиход, оставляя их за чертой полезных применений в науке и практике. Доказательств тому мы привели достаточно. Вместе с этим необходимо выделить следующее.

В описанных фактах сдерживания науки - не только одно негативное. Существование и функционирование знаний неизбежно сопровождается появлением скороспелых, слабо доказанных, а то и вовсе не проверенных заявлений. От них надо избавляться. Поэтому в процессах самоторможения науки одновременно осуществляется и ее самоочищение. В первую голову оно касается положений лженауки, но не только их. Полезно избавиться и от некоторых иных спекулятивных решений, наводняющих научную жизнь.

Понятно, что в подобных сражениях, когда наперед далеко не все ясно, страдают и безвинные. Однако едва ли стоит поступаться строгостью и резко смещать критерии в сторону вседозволенности. И судьей здесь может и должна быть совесть человека науки.

Но сейчас мы хотели бы сказать не об этом (ибо про то уже достаточно сказано). Сейчас напрашивается крамольная мысль - не устроено ли движение к новому таким образом, что за него приходится расплачиваться терпением, неимоверным трудом и даже жертвами? И тогда, как замечает Ч. Айтматов, возможно, что "мир больше всего наказывает своих сынов за самые чистые идеи и побуждения духа" и что "это форма существования и способ торжества таких идей...".

Однако наиболее зримо последний тезис раскрывается, пожалуй, в материалах следующего параграфа, к изложению которого и переходим.