Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности

Однажды,когда Чарли Чаплина и Альберта Эйнштейна окружила восторженная толпа, Чаплин заметил: “Меня приветствуют потому, что меня понимают все, а вас — потому, что не понимает никто”. С тех пор наука стала еще менее доступной пониманию публики. Английский журналист рассказывает о проблемах, занимавших физиков первой половины XX века, искусно соединяя описание человеческих черт “небожителей” — авторов квантовой теории — с рассказом о трудной, но веселой науке, которую они творили. Что получилось?...

Жанры

Рейтинг LiveLib

4,5

58 оценок

5
60%
4
33%
3
7%
2
0%
1
0%

Ваша оценка

Прочитали 74Хотят прочитать 436

Рецензии

MrBlonde8 июня 2014 г.
Знаменитое изречение Эрнеста Резерфорда гласит, что любую хорошую физическую теорию можно объяснить официантке. Вряд ли за сто лет официантки сильно поглупели, зато физика в объяснении картины мира зашла в глубокие дебри вероятности, покинув уютные и предсказуемые поля детерминизма. В течение жизни одного человека, например того же Резерфорда, учёные признали существование атомов, открыли их структуру, объяснили природу излучения фотонов и установили связь химических свойств элементов с их атомным строением. Однако главным прорывом этой физической революции стал принцип неопределённости, раз и навсегда ограничивший возможности наблюдателя микромира. Любая попытка одновременно измерить положение или скорость частицы невозможна, т.к. она как бы “размазана” в пространстве, превращаясь в математический объект, поэтому “заткнись и считай!”. Разумеется, эта странная, трудно представимая реальность немедленно расколола научный мир и усугубила разрыв теоретической физики с экспериментом, а также физики вообще – с обыденными представлениями человека о действительности. Книга Манжита Кумара рассказывает о том, как квантовая механика превратилась из смелой теории в научный канон, оспариваемый немногими, но гениальными одиночками.
Заинтересованному читателю следует поспешить: в полном соответствии с принципом Гейзенберга вы сможете узнать либо местонахождение, либо стоимость “Кванта”. С книжных полок её, кажется, смели со скоростью света, справедливо рассчитывая на качество издательской серии “Элементы”. И действительно, “Квант” представляется почти идеальным примером физического научпопа. История великих открытий сопровождается рассказом о главнейших действующих лицах эпохи: Планке, Эйнштейне, Боре, Гейзенберге, Шрёдингере, де Бройле, Паули, Дираке, Борне и других. В науку эти блестящие умы внесли столь же ценный вклад, как титаны Возрождения в скульптуру и живопись, и хоть Манжиту Кумару далеко до Вазари, портреты гениев у него получаются запоминающимися. Как правило, он выбирает одну-две яркие черты характера и выстраивает образ, не имеющий ничего общего с расхожими представлениями об учёных как занудных самоуглублённых интровертах. “Дуальный герцог” – это название главы о Луи де Бройле, и ведь лучше не скажешь о первооткрывателе корпускулярно-волнового дуализма, потомственном аристократе и мягком, застенчивом человеке, не имевшем твёрдости для отстаивания своих оригинальных теорий. Вольфганга Паули же читатель запомнит молодым повесой с кружечкой пива в Мюнхене и Геттингене, который вполне мог уничижающей критикой разнести работу коллеги, а затем на досуге сформулировать фундаментальное свойство атомного мира. Вернер Гейзенберг выглядел как сельский мельник, но именно в одном из уединённых походов на природу, которые он обожал, его впервые посетили гениальные идеи матричной механики. А любвеобильного Эрвина Шрёдингера неделя с любовницей в Альпах вдохновила на создание волновой теории атома: это было “позднее извержение эротического вулкана”…
Разумеется, центральным конфликтом книги стала интеллектуальная схватка двух лучших умов прошлого века – Альберта Эйнштейна и Нильса Бора. Будучи абсолютными противоположностями почти во всём, они, тем не менее, никогда не переносили остроту научной полемики на личные отношения, оставаясь друзьями всю жизнь. Эйнштейн, вечный беглец от правительств, повинностей и семейных уз, необыкновенно смелый, прямой и самоуверенный, и Бор, тихий, задумчивый, почти философ, доверяющий интуиции мудрец с трубкой – поразительно, что первый, революционер от науки, пытался отстоять постулаты классической физики, а второй решительно отринул старые представления о реальности. История квантовой механики в 1920-ых – череда непрерывных сражений двух титанов и их учеников и коллег (де Бройль и Шрёдингер на стороне Эйнштейна, Паули и Гейзенберг – лагерь Бора), завершившаяся поражением “детерминистов” на Сольвеевском конгрессе 1927 года. Последующие арьергардные бои – парадокс ЭПР и знаменитый кот Шрёдингера – лишь поколебали, но не опровергли Копенгагенскую интерпретацию. [Кстати, вопреки расхожему представлению, Эйнштейна возмущала не вероятностная концепция микромира (“Бог не играет в кости”), а невозможность измерения свойств частицы без их изменения, т.е. сцепка “объект-наблюдатель” в мире Бора-Гейзенберга. С этим свойством квантового мира он не смирился до конца жизни.]
“Физическая” часть книги столь же увлекательно написана. Механика экспериментов и трудности рождения теорий разобраны шаг за шагом и подкреплены иллюстрациями. Если не терять нити авторских рассуждений, красота и глубина сделанного сто лет назад в головах и лабораториях предстанут во всём блеске. “Квант”, пожалуй, одна из немногих книг, где при переходе от биографической части к научной не происходит “коллапс читательской функции”. А значит, свою роль проводника в необычную Вселенную атома она, несомненно, выполняет.
Читать далее
74
867
YurijTashkinov22 августа 2019 г.
Книга очень понравилась, для меня она стала открытием. Изучая формулы, я даже никогда не задумывался о людях, которые их открыли. А ведь многие из них жили в одно время и даже были друзьями.
Если бы мне позволили посетить какое-то время в истории человечества, я бы, пожалуй, выбрал Европу первой половины прошлого века. Словно предчувствуя грядущую беду, в промежутке между двумя войнами физики мира объединились в поиске ответа на загадки квантового мира. Не найдя ответов на причины глупости людей, которые готовы уничтожить немалую часть населения Земли, ведь психология человека слишком запутана, учёные решили погрузиться в ещё более запутанный микромир атома. Я всё ещё под впечатлением от прочитанной книги М. Кумара «Квант: Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности»
Эйнштейн, Планк, Бор, Гейзенберг, Паули, Резерфорд, Гейгер, Шрёдингер – за этими фамилиями из школьных учебников стоят не просто формулы, а интересные личности, со своими увлечениями, мировоззрением, но всех их, разных и неординарных, иногда оказывавшихся на разных «берегах» в ходе научного спора, объединил интерес к раскрытию тайны такого маленького, но такого «крепкого орешка», не раскрывающего «даже под пытками» всех секретов, атома. Я упомянул далеко не все фамилии великих исследователей того времени, но не потому, что считаю заслуги их недостойными: думаю, этих людей узнают только изучавшие курс квантовой механики в университете, но им не нужно писать весь перечень учёных: и так вспомнили.
Весь мир в разрухе, не оправившийся после пламени Первой Мировой Войны. Голод, нищета, всё популярнее становятся радикальные политические лозунги. А молодые люди, прогуливаясь по тенистой аллее, обсуждают не обыденные вопросы: «Начальник – козёл, зарплату не повышает, в правительстве крохоборы – цены на водку повысили, жена – дура, мозг пилит, мол, уехал бы на заработки…» Да ничего подобного! Даже сидя в кабаре, завершая не первый бокал баварского традиционного напитка, они обсуждают очередную статью Паули, решают, нужно ли вращать электрон вокруг спина? Рядом с Чарли Чаплином купается в лучах славы сам Эйнштейн. Вспомните десяток последних лиц, которые Вы видели по ТВ: будет ли среди них хоть один физик? Скорее всего, Вы вспомните актёра или поп-диву, на худой конец – политика. Так много видео о котиках – и так мало об Одном, который ни жив, ни мёртв. С другой стороны, если проложить аналогию, может это и хороший знак: среди людей того времени физика была главной темой для разговоров, и вскоре случилась трагедия – значит, если сейчас в барах обсуждаются бытовые вопросы, то Мировой войны в ближайшее время не будет?..
Чтобы я ни делал, сколько бы времени ни провёл за работой, понимаю, что никогда не добьюсь высот этих великих людей. И мало кто с тех пор смог добиться чего-то, превосходящего деятелей того времени. Да, есть гении, которые перевернули привычные представления о нашей Вселенной уже после Второй Мировой Войны. Но где найти в истории человечества ещё одну такую же эпоху, где гении рассыпались бы гроздьями?! Казалось бы, наша высокотехнологичная эпоха сулит успехи в развитии любой отрасли, в том числе науки. Представьте, что в первом часу ночи у Вас неожиданно возникла новая идея. И её нужно проверить в первоисточнике, для чего нужно бежать среди ночи в библиотеку в поисках толстого фолианта. Сейчас всё проще – но вместе с тем сложнее. Интернет раздвинул горизонты возможностей на небывалый до этого уровень, но вместе с тем приковал интерес большинства к котикам и поп-звёздам.
Есть и другая сторона вопроса. Паули защитил докторскую диссертацию в 21 год. Он – гений, которых рождаются единицы, большинство оканчивали «труд всей жизни» после 30. Но сейчас такое невозможно даже для гениев: минимум в 16 ты заканчиваешь школу, 4 года – Бакалавриат, потом 2 года магистратуры, ещё 3 года для написания кандидатской диссертации, потом ещё 3 года на докторскую. Я описал фантастически короткие сроки для написания квалификационных работ, на такое способны даже не все гении. Но даже в этом случае диссертация будет защищена в 28 лет, но никак не в 21! Итак, бюрократия движет науку вниз. Рассмотрим ещё несколько примеров. Эйнштейну предложили должность профессора без преподавательской нагрузки. Сейчас же у преподавателей обязательно наличие и научной, и преподавательской нагрузки: такой себе профессор Шрёдингера, одновременно и там, и сям. Конечно, одно другому не мешает, большинство успешно справляется. Но не будем скрывать, что есть великие учёные, на чьих парах студенты едва удерживаются, чтобы не уснуть. А есть хорошие лекторы, которые заполняют научные журналы статьями с нулевой научной ценностью, чтобы получить хороший отчёт о публикациях. Различные отчёты – тема отдельного разговора, сейчас не буду упоминать всуе. Гейзенберг страдал сенной лихорадкой, поэтому его отпустили на 2 недели поправить здоровье. И он в горах составил свою знаменитую матрицу. Сейчас больничный лист не продлевают больше, чем на неделю, причём аллергией страдают очень многие, так что вряд ли насморк и воспаление слизистых оболочек будет поводом не выходить на работу.
Наука не стоит на месте, хоть и маленькими шажками, но мы движемся, надеюсь, к светлому будущему! А может, это медленное развитие науки – лишь затишье перед грядущей бурей (в хорошем значении этой фразы – в ближайшее время нас ждёт такая же яркая эпоха научных открытий)?..
Читать далее
6
533
MariyaEremenko10 мая 2018 г.
Когда-то о Софье Ковалевской, единственной женщине - докторе математики, профессоре, коллега-мужчина недоуменно говорил: «Никогда не думал, что о высшей математике можно болтать так же непринужденно, как о шпильках». Такое же впечатление у меня сложилось о прочитанной книге: непринужденный захватывающий рассказ о великом героическом времени физики, когда ученые были популярнее спортсменов и артистов.
Нам сейчас кажется невероятным, что сто лет назад за открытиями в области физики и химии следили, затаив дыхание, как нынешние люди следят за трансляциями чемпионата мира по футболу или вручением премии «Оскар». О, времена, о нравы! Тогда, более ста лет назад, открывались новые фундаментальные законы Вселенной, разрабатывались теории, практическое применение которых позволяет нам, стоя на балконе высотки в Нью-Йорке разговаривать по телефону с деревней на берегу Волги. Тогда это виделось в самых смелых мечтах лишь любителям фантастики. Описанию времени Штурм унд Дранг мировой физики посвящена рецензируемая книга.
Из всего огромного числа научных достижений, сделанных великими умами в первой трети ХХ века, автор сосредотачивается на идеях квантовой физики, поскольку именно в этой области развернулась самая острая борьба двух величайших физиков всех времен – Альберта Эйнштейна и Нильса Бора. Сейчас любят присваивать громкие титулы и эпитеты людям, мало заслуживающим их. Так вот, если уж кого и называть легендой, так это немецкого физика еврейского происхождения Альберта Эйнштейна. Его оппонент и младший современник – датчанин Нильс Бор – рядовому обывателю знаком меньше, поэтому он просто великий первопроходец. О сложных научных взаимоотношениях этих двух людей, их непрекращающемся споре, взаимном уважении и восхищении повествует прочитанная книга.
Несомненное достоинство данного бестселлера в доступности и увлекательности подачи сложного материала, а также в детективном построении в общем-то скучного сюжета: кто когда и что открыл. Однако автор смог так закрутить пружину физических теорий, поражений и побед, что читатель с неослабевающим вниманием следит за развитием сюжета до конца книги. Другое достоинство книги «Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности», которое мне оценить уже сложнее в силу филологического образования, заключается в попытке простым языком описать ключевые теории квантовой физики ХХ века. Надо признать, что в целом автору это удается. В произведении К. Манжита найдена мера между доступностью изложения и серьезностью затрагиваемой темы; к большему удовольствию, автор не упрощает теорию квантов и сопутствующие ему концепции и формулы.
Читая эту книгу, узнаешь, кто стоит за названием физических величин и химических терминов: Планк, Бор, Моль, Герц, Больман и пр. На страницах книги они представлены, как обычные люди - со своими страхами, сомнениями, чувствами, мыслями, жизненными неурядицами, победами и поражениями - только очень умные. Манжит смог вдохнуть жизнь в портреты людей, висящие на стенах кабинетов физики, сделать их близкими и понятными. Лично мне много кто понравился, но первенство я отдаю Нобелевскому лауреату по химии, английскому физику, новозеландцу по происхождению, любимому учителю Нильса Бора – Эрнсту Резерфорду. Для меня этот человек – идеал ученого и руководителя. Под его крылом выросло 11 нобелевских лауреатов! В его лаборатории царил дух свободного творчества и командной работы, активного делания, что Бор в своих воспоминаниях обозначил как «Нет ничего невозможного». Резерфорд был тем, кто не мешает людям работать и раскрывает потенциал других. Господи, мне бы так!
Если же выбирать из тех, чьи имена вынесены в заглавие книги, то я на стороне Эйнштейна. Не потому, что его все знают, не потому, что открытия ХХI века подтвердили его правоту, а потому что он – трижды изгой: как еврей, как немецкий ученый и как человек, нарушающий общепринятые нормы. Эйнштейну пришлось бороться за свое место под солнцем всю жизнь, а у его оппонента всё было всегда. Нильс Бор – золотой мальчик из хорошей семьи, прекрасный брат, сын, муж и отец, добропорядочный человек, верный и благодарный ученик. Это не умаляет его заслуг перед человечеством, но не вызывает интереса к его личности. Удивительно, как два таких разных человека сохранили прекрасные личные отношения, хотя были непримиримыми оппонентами. Суть их «великого спора о природе реальности» можно проиллюстрировать их же диалогом, после того, как Бор представил свою теорию кванта, хрестоматийно известную ныне как «копенгагенская интерпретация». Эйнштейн, выслушав коллегу, произнес: «Бог не играет в кости». На что Бор ответил: «Не нам указывать Господу, как управлять миром». Лично для меня ирония сюжета заключается в том, что при всей дальновидности и правоте Эйнштейна, в глубине души я считаю, как Бор: Господь вполне может выбрасывать костяшки на игровой стол.
Читать далее
6
735

Все рецензии

Цитаты

Nerwende14 июля 2015 г.
Еще до того, как Резерфорд полностью разобрался в том, что означают результаты Гейгера и имеют ли они вообще смысл, ему была присуждена Нобелевская премия по химии "за проведенные исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ". Забавная сторона этого события состоит в том, что человек, полагавший, что "наука может быть либо физикой, либо коллекционированием марок", претерпел неожиданное превращение из физиков в химики.
4
251
koren_iz3x10 апреля 2018 г.
“Мой принцип всегда был таков, — сказал он однажды студентам. — Сначала тщательно выверяй каждый шаг, а потом, если уверен, что справишься, не останавливайся ни перед чем”. Планк был не из тех, кто легко меняет свои решения.
3
163
Tiamat_2 ноября 2015 г.
Тот, кто не испытал потрясения, столкнувшись впервые с квантовой механикой, не смог, вероятно, её понять.
Нильс Бор
3
126