1 2 серпня виповнилося 126 років від дня народження видатного фізика, одного з «батьків» квантової механіки Ервіна Шредінгера. Вже кілька десятиліть «рівняння Шредінгера» – одне з базових понять. атомної фізики. Варто зауважити, що справжню популярність Шредінгеру принесло зовсім не рівняння, а придуманий ним уявний експеримент із відверто нефізичною назвою «Кіт Шредінгера». Кіт – макроскопічний об'єкт, який може бути водночас і живим і мертвим – уособлював незгоду Шредінгера з копенгагенської інтерпретацією квантової механіки (і з Нільсом Бором).

Сторінки біографії

Ервін Шредінгер народився у Відні; його батько – власник фабрики з виробництва клейонки – був водночас шановним ученим – аматором і обіймав посаду президента Віденського ботаніко-зоологічного товариства. Дідом Шредінгера лінією матері був Олександр Бауер, відомий хімік.

Закінчивши в 1906 році престижну Академічну гімназію (орієнтовану насамперед на вивчення латини та грецької), Шредінгер вступає до Віденського університету. Біографи Шредінгера зауважують, що вивчення давніх мов, сприяючи розвитку логіки та аналітичних здібностей, допомогло Шредінгеру легко освоїти університетські курси фізики та математики. Володіючи латиною та давньогрецькою, він читав великі твори світової літератури мовою оригіналу, при цьому його англійська була практично вільною, і, крім того, він володів французькою, іспанською та італійською мовами.

Його перші наукові дослідженняналежали до сфери експериментальної фізики. Так, у своїй випускній роботі Шредінгер вивчав вплив вологості на електропровідність скла, ебоніту та бурштину. Після закінчення університету Шредінгер рік служить в армії, після чого починає працювати в alma mater на посаді помічника фізичного практикуму. У 1913 році Шредінгер займається вивченням радіоактивності атмосфери та атмосферної електрики. За ці дослідження Австрійська Академія наук присудить йому сім років премію Хайтингера.

1921-го Шредінгер став професором теоретичної фізики в Цюріхському університеті, де й створює хвилеву механіку, що прославила його. У 1927 р. Шредінгер приймає пропозицію очолити кафедру теоретичної фізики Берлінського університету (після виходу на пенсію Макса Планка, який керував кафедрою). Берлін 20-х був інтелектуальним центром світової фізики - статус, який він безповоротно втратив після приходу до влади нацистів у 1933 році. Антисемітські закони, ухвалені нацистами, не торкалися ні самого Шредінгера, ні членів його сім'ї. Однак він залишає Німеччину, формально пов'язавши від'їзд з німецької столиці з відходом у творчу відпустку. Втім, підґрунтя «творчої відпустки» професора Шредінгера для влади було очевидним. Сам же він коментував свій від'їзд гранично лаконічно: «Я терпіти не можу, коли мене дошкуляють політикою».

У жовтні 1933 року Шредінгер починає працювати в Оксфордському університеті. У тому ж році йому і Полю Діраку присуджується Нобелівська премія з фізики за 1933 «на знак визнання заслуг у розробці та розвитку нових плідних формулювань атомної теорії». За рік до початку Другої світової війни Шредінгер приймає пропозицію прем'єр-міністра Ірландії переїхати до Дубліна. Де Валера – голова ірландського уряду, математик з освіти – організовує в Дубліні Інститут вищих досліджень, і одним із перших його співробітників стає нобелівський лауреат Ервін Шредінгер.

Дублін Шредінгер залишає лише 1956 року. Після виведення окупаційних військ з Австрії та укладання Державного договору він повертається до Відня, де йому надається персональна посада професора Віденського університету. 1957-го він іде у відставку і живе у своєму будинку в Тиролі. Ервін Шредінгер помер 4 січня 1961 року.

Хвильова механіка Ервіна Шредінгера

Ще 1913 року – Шредінгер тоді вивчав радіоактивність атмосфери Землі – журнал Philosophical Magazine опублікував серію статей Нільса Бора «Про будову атома та молекул». Саме в цих статтях була представлена ​​теорія водневого атома, заснована на знаменитих постулатах Бора. Згідно з одним постулатом, атом випромінював енергію тільки при переході між стаціонарними станами; згідно з іншим постулатом, електрон, що знаходився на стаціонарній орбіті, енергію не випромінював. Постулати Бора суперечили основним положенням електродинаміки Максвелла. Будучи переконаним прихильником класичної фізики, Шредінгер дуже насторожено сприйняв ідеї Бора, помітивши, зокрема: «я не можу уявити, що електрон стрибає як блоха».

Власний шлях у квантовій фізиці Шредінгеру допоміг знайти французький фізик Луї де Бройль, у дисертації якого в 1924 році вперше сформульовано ідею хвильової природи матерії. Згідно з цією ідеєю, що отримала високу оцінку самого Альберта Ейнштейна, кожен матеріальний об'єкт можна охарактеризувати певною довжиною хвилі. У серії статей Шредінгера, опублікованих в 1926 році, ідеї де Бройля були використані для розробки хвильової механіки, в основу якої було покладено «Рівняння Шредінгера» - диференціальне рівняння другого порядку, записане для так званої «хвильової функції». Квантові фізики отримали, таким чином, можливість вирішувати цікаві для них завдання звичною для них мовою диференціальних рівнянь. При цьому в питанні інтерпретації хвильової функції виявилися серйозні розбіжності між Шредінгером і Бором. Прихильник наочності, Шредінгер вважав, що хвильова функція описує хвилеподібне поширення негативного електричного зарядуелектрону. Позиція Бора та його прихильників була представлена ​​Максом Борном із його статистичною інтерпретацією хвильової функції. По Борну, квадрат модуля хвильової функції визначав ймовірність того, що мікрочастка, що описується цією функцією, знаходиться в даній точці простору. Саме такий погляд на хвильову функцію став частиною так званої копенгагенської інтерпретації квантової механіки (нагадаємо, що Нільс Бор жив і працював у Копенгагені). Копенгагенська інтерпретація вважала невід'ємною частиною квантової механіки поняття ймовірності та індетермінізму і більшість фізиків копенгагенська інтерпретація цілком влаштовувала. Шредінгер, однак, до кінця своїх днів залишався її непримиренним супротивником.

Думковий експеримент, у якому « дійовими особами» є мікроскопічні об'єкти (радіоактивні атоми) і цілком макроскопічний об'єкт – живий кіт – Шредінгер вигадав, щоб максимально наочно продемонструвати вразливість копенгагенської інтерпретації квантової механіки. Сам експеримент Шредінгер описав у статті, опублікованій у 1935 році журналом «Naturwissenshaften». Суть уявного експериментуполягає у наступному. Нехай у закритому ящику знаходиться кіт. Крім нього в ящику є кілька радіоактивних ядер, а також посудина, що містить отруйний газ. За умовами експерименту атомне ядропротягом однієї години з ймовірністю ½ розпадається. Якщо розпад стався, то під впливом випромінювання приводиться у дію якийсь механізм, який розбиває судину. У цьому випадку кіт вдихає отруйний газ та гине. Якщо слідувати позиції Нільса Бора та його прихильників, то, згідно квантової механіки, про радіоактивне ядро, яке не спостерігається, неможливо сказати, розпалося воно чи ні. У ситуації розглянутого нами уявного експерименту звідси випливає, що якщо ящик не відкритий і на кота ніхто не дивиться - він одночасно і живий, і мертвий. Поява кота - поза всяким сумнівом, макроскопічного об'єкта - це ключова деталь уявного експерименту Ервіна Шредінгера. Справа в тому, що щодо атомного ядра – мікроскопічного об'єкта – Нільс Бор та його прихильники допускають можливість існування змішаного стану (мовою квантової механіки – суперпозицію двох станів ядра). Щодо кішки таке поняття явно не можна застосувати, оскільки стану, проміжного між життям і смертю, не існує. З усього цього випливає, що й атомне ядро ​​має бути або розпався, або нерозпалим. Що, взагалі кажучи, суперечить тим твердженням Нільса Бора (щодо ядра, що не спостерігається, не можна сказати, розпалося воно або не розпалося), проти яких виступав Шредінгер.

Він складається з ядра, навколо якого обертаються електрони. Атом нагадує будову Сонячна система. Відстань між Сонцем і планетами відповідно до їх розмірів приміряно такі самі, як між ядром і електроном. Якщо ядро ​​збільшити до розмірів футбольного м'яча, то електрони б оберталися навколо нього на відстані 50 кілометрів. Це саме по собі дивно, адже виходить, що матерія здебільшого складається з порожнечі. Потім виявилося, як і ядро ​​далеко ще не елементарно. Воно складається з дрібніших частинок з різними властивостями.

Зрештою, виявилося, що всі частинки не є твердими матеріальними об'єктами, а можуть переходити до стану електромагнітної хвилі. На тому рівні матерія стає енергією. Вчені спробували простежити момент, коли матеріальна частка перетворюється на хвилю і назад. Ось тут дослідники і зіткнулися з фундаментальними парадоксами. Виявилося, можна створити такі умови експерименту, де електрон поводиться як хвиля, можна створити умови, де він поводиться як частка, але неможливо створити такі умови, де можна було б спостерігати перехід одного стану до іншого. Якщо спробувати простежити за часткою, сподіваючись побачити момент переходу, ми або ніколи не дочекаємося цього моменту, або момент переходу завжди випадатиме зі спостереження. Спостерігаючи один параметр, завжди втрачаємо інший.

Було зроблено два висновки.
1. При переході у нову якість завжди є момент невизначеності.

2. Електрон одночасно має властивості частки і хвилі, але спостерігати ми можемо тільки одну властивість, і залежить це від того, який експеримент ми вибираємо. Отже, стан частки залежить від вибору експериментатора, тобто волі людини.

У момент, коли спостереження не ведеться, частка знаходиться в невизначеності, що потенційно несе будь-який стан, а в момент спостереження частка «визначається». Той самий процес спостерігається і при переході електрона з орбіти на орбіту. У момент переходу електрон «розвтілюється», а потім матеріалізується на новому місці, здійснюючи так званий «тунельний перехід» через підпростір. Вчені довго аналізували результати експериментів. Деякі їх висновки в результаті звучали так:

1. «Найпростіше і чесне пояснення квантових парадоксів у тому, що видима нами Всесвіт є творінням тих, хто його спостерігає».

2. «Спостерігач створює Всесвіт і себе, як частину Всесвіту».

3. «Світ змінюється цілком у минулому, теперішньому та майбутньому в останній момент спостереження».

4. «Отже, свідомість – це спосіб, яким порожнеча пізнає себе».

5. «Спостерігач і Всесвіт не можуть існувати один без одного. Існує тільки той Всесвіт, який спостерігається».

6. Ці висловлювання великих учених-фізиків ХХ століття, засновані на відкриттях квантової механіки. Вони нічим не відрізняються від висловів, зроблених кілька тисяч років тому.

7. «Бог втілює себе у матерію пізнання себе через спостереження». (Буддистські трактати.) «Бог стає світом, щоб знову стати Богом». (Упанішади.)

8. «Чи існує шум прибою, якщо його нема кому слухати?» (Дзен-буддистський коан.)

Один клієнт психіатричної клініки любив повторювати: Я – Бог. Я створив вас. Ви живете, поки я живу». Він мав рацію, тому що реальність людини існує тільки доти, поки вона її усвідомлює.

Закон квантового стрибка через невизначеність поширюється попри всі рівні існування. Світ є безперервною послідовністю квантових миттєвостей, що проходять через стан невизначеності. Це отримало підтвердження у недавніх дослідах нейрофізіологів. Вони відкрили, що людина через дуже короткі проміжки часу на мікросекунди випадає з реальності несвідомий стан. Тим самим свідомість перетворюється з безперервного процесу на переривчастий ряд усвідомлень. Нам, природно, здається, що перебіг реальності безперервний.

Свого часу виявити точку переходу в безперервній послідовності цифр на числовій прямій намагався великий математик Кантор. У спробі простежити, де одне число переходить в інше, він зіткнувся з тим, що це відбувається безкінечно. Так само він шукав момент, де в математичну нескінченність переходить найбільше математичне число. У результаті він дійшов висновку, що існує якась точка Алеф, що знаходиться в кожній точці простору і в кожній миті часу, в якій існують одночасно минуле, майбутнє, сьогодення та всі можливі події. Для 17 століття, не знайомого із квантовою механікою, це було непогане досягнення.

Щоправда, через деякий час після цього Кантор збожеволів. Природа нескінченного загадкова, недарма Кантор називав нескінченну безодню безодню.

Вже в 20 столітті лауреат Нобелівської премії Д. Неш, який математично досліджував теорію ігор, засновану на понятті нескінченну кількість стратегій, теж мало не потрапив до клініки для душевнохворих. Розумом неможливо збагнути нескінченність, невизначеність не може бути усвідомлена. Нескінченність далека і завжди поруч, вона в кожній миті життя, у кожній точці простору та в кожній події нашого світу.

Найбільш обдаровані дослідники, чи то в науковому пошуку, чи в медитаціях, завжди перебувають на межі між певним та нескінченним, між розумом та безумством. Генії завжди не від цього світу. Але саме там вони черпають знання, що просувають людство. Про такі знання батько квантової механіки Шредінгер говорив: Перед вами божевільна ідея. Питання в тому, чи достатньо вона божевільна, щоб бути вірною».

У Японії квантову механіку вивчають із молодших класів. І це чудово. Хоча математичний апарат квантової механіки стає зрозумілим лише після серйозної підготовки, її філософські принципи доступні будь-якій людині, незалежно від віку та освіти. Для розуміння квантової механіки необхідно одночасно з понятійно-логічним мисленням мати ще мислення образне і інтуїтивне, здатність вловити невловиме і невизначене, а останнім діти наділені сповна.

Незважаючи на всі успіхи квантової механіки, у більшості дорослих фізиків із суто лінійним мисленням вона викликає почуття невиразної незадоволеності. Якийсь викладач вишу казав своїм студентам: «Квантову механіку зрозуміти неможливо. Але можна до неї звикнути. Однією логікою зрозуміти її справді складно. Для цього треба усвідомити, яким чином навколишній світє і матерією і духом одночасно, яким чином, підкоряючись фізичним законам, він все ж таки може бути змінений свідомістю. Треба зрозуміти, що ви можете сформувати будь-яку подію життя, але це виглядатиме зовсім не як диво, подібне до матеріалізації з повітря. Все відбудеться за законами фізики та логіки, відповідно до яких, однак, цього не могло статися.

Раціонально та логічно мисляча людинаскаже: «Я вірю тільки в те, що бачу», а квантова механіка призводить до того, чого вчив Христос та інші великі Вчителі: «Людина бачить лише те, у що вірить». Це зіткнення з Духом може осмислити не кожен матеріаліст. Тому багато великих учених були людьми духовними, схильними до містичного вчення. Засновник матеріалістичної фізики Ньютон, автор теорії відносності Ейнштейн, батьки квантової механіки Шредінгер, Бом, Гейзенберг, Бор та Оппенгеймер вважали свої наукові роботи цілком сумісними з містичним розумінням. Всі ці люди вірили, що Всесвіт матеріальний, але його походження не може бути пояснено матеріальними причинами. Вони ясно усвідомлювали, що відкриті ними закони є лише втіленням законів вищого порядку і лише трохи наближають нас до істини, більшість якої, як і раніше, не пізнана. “Я хочу знати, як Господь Бог улаштував цей світ”. (Ейнштейн.)

Цікаво, що один із біографів Ньютона назвав його не великим ученим, а великим магом. Записи, що залишилися після смерті Ньютона, включали:

А) наукові матеріали, обсягом мільйон слів;
б) алхімічні дослідження та записи про божественне – 2 050 000 слів;

У) життєпис, листи, різне – 150 000 слів.
Алхімічні та теологічні дослідження Ньютона вважалися дивацтвами великого розуму. Тільки зараз стають зрозумілими всі межі його діяльності: від спроб створити єдину релігію до філософії матерії, які він сприймав як частину цілісної картини світу. Він вважав, що фізичні та математичні константи– це лише вичленування з грандіозного божественного контексту.

Сучасна наука заснована зовсім не матеріалістами. Досягнення Стародавню Грецію, яких пішла сучасна наука, були лише зліпком з науки давньоєгипетської, проте знання Стародавнього Єгипту базувалися на містичних традиціях. Вчитель Аристотеля Платон і великий математик Піфагор пройшли багаторічне навчання у давньоєгипетських та халдейських жерців. Піфагор, чиї формули ми сьогодні вивчаємо в школі, був найбільшим містиком, який розповідав про свої подорожі у минулі життя. Він навіть організував релігійний орден віруючих у переродження.

2400 років тому великий полководецьОлександр Македонський, перебуваючи серед розкоші та незліченних багатств завойованої ним Персії, писав великому вченому та філософу Аристотелю: «Александр Аристотелю бажає благополуччя. Вчителю, ти вчинив неправильно, розголосивши вчення, призначене передачі окремих присвяченим. Чим же ми відрізнятимемося від інших, якщо ці знання стануть загальним надбанням? Я хотів би мати перевагу над іншими…» (Цит. по Синельникову.) Якщо поширення цих знань боялася наймогутніша людина Землі, отже, вони мали серйозну практичну цінність.

Нас здивує і медицина. Гіппократ (460-370 рік до н.е.), який мав славу чистого матеріаліста і стверджував, що у хвороби повинна бути матеріальна причина, яку можна виявити, був служителем храмових містерій. Авіценна (980–1037), ібн Сіна Абу Алі Хуссейн ібн Абдаллах – медик, учений, поет та філософ другу половину свого життя витратив на те, щоб довести марність відкриттів, зроблених у першій. Але саме завдяки відкриттям у першій половині життя він вважається сьогодні медичним світилом.

Парацельс (1493-1541) - лікар і дослідник природи, що зазнав критичного перегляду ідеї стародавньої медицини, одним з перших почав застосовувати хімічні препарати при лікуванні, був учнем арабських магів і знавцем навчань індійських брамінів. Засновник сучасної астрономії (не плутати з астрологією) Кеплер був відомим окультистом. «Божественна премудрість перетворюється на багато видів знання». (Максим проповідник.)

Звичайно, Бог у розумінні великих вчених, - це не могутній старець, що дивиться на нас з небес і потурає нашим бажанням, і не суворий суддя, який карає нас за гріхи. Це надто спрощене розуміння. Дехто каже мені: «Навіщо ти вживаєш слово Бог? Це не сучасно. Треба говорити про змінені стани свідомості, про Універсальне психічне поле Всесвіту, Абсолютний творчий принцип або первинний Несвідомий». Але пояснити розуміння Бога з позицій сьогоднішніх знань так само неможливо, як неможливо було це зробити у давнину. Хоч би як ми це називали, ми не зможемо нічого додати до того, що було сказано до нас.

«Той, що не має жодних атрибутів, ні початку, ні кінця, ні часу, ні простору».

«Той, хто має мільйони осіб, але не може бути визначений, який має мільйони імен, але не може бути названий».

«Весь світ, всі енергії втілюють його нескінченного, всюдисущого і завжди незбагненного».

«Існування неіснуючого».
«Він не пізнається розумом. Як же його пояснити?
"Висловлений Дао вже не Дао".
«Є речі, які ми не можемо знати, тому неможливо дізнатися, що це за речі».

Важливим є рівень розуміння, а не те, якими словами Бога називати. Можна назвати його й так: «Суперпозиція – стан, який не можна спостерігати, але з якого можна сформувати будь-який стан матеріального світу».

Наблизитися до розуміння квантової механіки допоможуть парадокси Зенона, яким понад три тисячі років.

Ахілл має наздогнати черепаху. Між ними сто метрів. Він біжить у десять разів швидше, ніж вона повзе. Коли Ахілл пробіжить ці сто метрів, черепаха повзе від колишнього місця на десять метрів, коли Ахілл подолає ці десять метрів, черепаха повзе ще на метр. Коли Ахілл пробіжить цей метр, черепаха відповзне від нього ще на десять сантиметрів. Як би швидко Ахілл не долав відстань, що залишилася, черепаха буде повзати від нього за цей час на одну десяту частину шляху. Дотримуючись логіки, Ахілл ніколи не наздожене черепаху. Другий феномен. Лежить зерно, поруч купа із тисячі зерен. Одне зерно – це купа, тисяча зерен – купа. Візьмемо зерно з купи і перекладемо до одного зернятка. Два зерна, як і раніше, не купа, а 999 зерен – купа. Перекладемо ще одне зерно. І так далі. Необхідно точно визначити момент, коли купа перестане бути купою.

У реального життяАхілл, звичайно ж, обжене черепаху, а купа перестане бути купою, але якщо намагатися детально простежити перебіг подій, то ми ніколи не знайдемо точний і певний момент, коли це відбувається. Поки ми лінійно відстежуємо реальність, вона не змінює своєї якості. Зміна відбувається за допомогою квантового стрибка в момент, який ми не можемо відстежити свідомістю. До нового стану можна дійти лише через стан невизначеності.

Математики знайшли формулу та розрахували, що в нашому випадку Ахілл наздожене черепаху через 111, 111… метрів. Відповіддю є нескінченний дріб, число, яке можна уточнювати до нескінченності, але яке ніколи не досягне певного та остаточного значення! Я розмовляв із фізиком, який вважав парадокси Зенона примітивними. Він казав, що рішення дуже просте. Якщо ми поставимо себе в систему відліку черепахи, то все стане просто і логічно. Але питання в тому, що ми вирішуємо завдання у нашій системі відліку, у нашій реальності. Тут і потрібно вирішити її. Адже, вирішуючи свої життєві завдання, ми повинні змінювати власну реальність.

Одна з гіпотез сучасної фізики говорить, що у Всесвіті кожну мить реалізуються всі можливі варіантиподій, але для нашого світу втілюється лише одна подія. Нескінченна кількість можливостей перетворюється на один реальний варіант. З таких миттєвостей створюється лінійна послідовність подій. І лише воля та свідомість спостерігача відповідальні за перехід імовірнісного стану у певну подію нашого світу. Від стану свідомості залежить, яка саме подія матеріалізується. «По вашій вірі нехай буде вам».

Багато вчених відомі світу не тільки завдяки своїм досягненням, а й завдяки своїм дивинам. Зрештою, потрібно зовсім інакше сприймати світ, щоб вірити в те, що інші вважають неможливим.

Альберт Ейнштейн

Зачіска цього геніального фізика немов кричить: «Божевільний учений!» - можливо тому, що самого Ейнштейна часто називали надто «не від цього світу». Крім того, що його теорія відносності перевернула фізику з ніг на голову і показала людям, що навколо них є ще маса незвіданого, роботи Ейнштейна сприяли розвитку теорій гравітаційних поляхі квантової фізики та навіть механіки. Його улюбленим заняттям у тихий, безвітряний день було спускати на воду свій вітрильник, щоб кинути виклик природі.

Леонардо Да Вінчі

Окрім створення прекрасних творів світового живопису та розвитку теорії мистецтва, цей геній та винахідник Високого Відродження був відомий своєю ексцентричністю. Наукові записи Леонардо та його журнали з кресленнями та начерками були написані у дзеркальному зображенні, за деякими даними, йому було простіше писати. Багато його креслень та ідеї на кілька століть випередили розвиток науки і механіки, як, наприклад, малюнок велосипеда, вертольота, парашута, телескопа та прожектора.

Нікола Тесла

Нікола Тесла народився, як личить людині, яка «приручила» електричний струм, у страшну грозу. Один із найбільш ексцентричних, геніальних і продуктивних вчених-винахідників свого часу, Тесла якраз та людина, якої ніколи не лякала електрика, навіть коли через його власне тіло проходив потік струму, а з винайденого ним трансформатора летіли іскри на всі боки.

Джеймс Лавлок

Цей сучасний учений-еколог та незалежний дослідник - автор гіпотези Геї, про те, що Земля - ​​це макроорганізм, що контролює клімат і хімічний склад. Спочатку його теорія була прийнята в багнети практично всіма існуючими науковими співтовариствами, але після того, як більшість його прогнозів та прогнозів щодо кліматичних та екологічних змін збулися, колеги почали прислухатися до цього ексцентричного вченого, який не втомлюється давати радикальні прогнози щодо долі людства як виду.

Джек Парсонс

У вільний від роботи з заснування першої у світі лабораторії реактивного рухуПарсонс займався магією, окультизмом і називав себе Антихристом. Цей унікальний інженер мав погану репутацію і не мав офіційної освіти, але ні перша, ні друга не завадила йому створити основу ракетного палива і потрапити в кістяк учених, які забезпечили космічні досягненняСША.

Річард Фейнман

Цей геній розпочав свою кар'єру у Манхеттенському проекті серед учених, які розробляли атомну бомбу. Після закінчення війни Фейнман став провідним ученим-фізиком і зробив істотний внесок у розвиток квантової фізикита механіки. У вільний часвін займався музикою, проводив час на природі, розшифровував ієрогліфи майя та зламував замки та сейфи.

Фрімен Дайсон

"Батько" квантової електродинаміки і видатний теоретик, Дайсон багато і доступно пише про фізику і у вільний час роздумує над гіпотетичними винаходами далекого майбутнього. Дайсон абсолютно впевнений у існуванні позаземних цивілізаційі з нетерпінням чекає на перший контакт.

Роберт Оппенгеймер

Науковий керівник Манхеттенського проекту отримав прізвисько «батька ядерної бомби», хоча сам був налаштований категорично антимілітаристично. Його настрої та заклики обмежити використання та розповсюдження ядерної зброїспричинили його усунення від секретних розробок та втрати політичного впливу.

Вернер фон Браун

Батько-засновник американської космічної програмиі видатний розробник ракетобудування був привезений до США як військовополонений, після закінчення Другої світової війни. У віці 12 років фон Браун зібрався побити швидкісний рекорд Макса Вальє і прикріпив до невеликого іграшкового автомобіля безліч феєрверків. З того часу його не відпускала мрія про швидкісні реактивні двигуни.

Йоган Конрад Діппель

Цей німецький алхімік XVII століття народився у замку Франкенштайн. Його праці та експерименти включали кип'ятіння частин тіла, спроби перемістити душу з одного тіла в інше і створити еліксир безсмертя. Не дивно, що саме він став прототипом Віктора Франкенштейна – героя готичного роману Мері Шеллі. Натомість завдяки Діппелю у світі з'явилася перша синтетична фарба - прусська синь.

Квантова теорія застосовується в різних сферах - від мобільних телефонів до фізики елементарних частинокАле багато в чому досі залишається загадкою для вчених. Її поява стала революцією у науці, навіть Альберт Ейнштейн сумнівався у ній і сперечався з Нільсом Бором практично все життя. У видавництві Corpus виходить книга італійського фізика Карло Ровеллі «Сім етюдів з фізики», яку переклали більш ніж 40 мовами і в якій він розповідає, як у XX столітті відкриття у фізиці змінили наші знання про Всесвіт. «Теорії та практики» публікують уривок.

Зазвичай кажуть, що квантова механіка народилася точно в 1900 році, фактично ознаменувавши настання напруженої думки. Німецький фізик Макс Планк вирахував електричне поле в гарячій скриньці в стані теплової рівноваги. Для цього він вдався до трюку: уявив, ніби енергія поля розподілена по «квантах», тобто зосереджена у пакетах, порціях. Це хитрощі призвели до результату, який чудово відтворив виміри (а отже, обов'язково певною мірою був правильним), але розходився з усім, що тоді було відомо. Вважалося, що енергія змінюється безперервно, і не було причин поводитися з нею так, ніби вона складена з невеликої цегли. Уявити енергію складеної з обмежених пакетів було для Планка своєрідним обчислювальним прийомом, і він сам не зрозумів до кінця причину її ефективності. І знову Ейнштейн через п'ять років усвідомив, що «пакети енергії» реальні.

Ейнштейн показав, що світло складається з порцій – частинок світла. Сьогодні ми називаємо їх фотонами. […]

До роботи Ейнштейна колеги спочатку поставилися як до незграбної проби пера виключно обдарованого юнака. Саме за цю роботу він згодом отримав Нобелівську премію. Якщо Планк – батько теорії, то Ейнштейн – батько, який виховав її.

Однак, як і будь-яка дитина, теорія потім пішла своїм власним шляхом, не розпізнаним самим Ейнштейном. Тільки данець Нільс Бор у другому та третьому десятиліттях XX століття започаткував її розвиток. Саме Бор зрозумів, що енергія електронів в атомах може набувати лише певних значень, як енергія світла, і, найголовніше, що електрони здатні лише «перескакувати» між однією атомною орбітою та іншою з фіксованими енергіями, випускаючи або поглинаючи фотон при стрибку. Це знамениті "квантові стрибки". І саме в інституті Бору в Копенгагені найблискучіші молоді уми століття зібралися разом, щоб вивчити ці загадкові особливості поведінки у світі атомів, спробувати внести в них порядок і побудувати несуперечливу теорію. У 1925 року рівняння теорії нарешті з'явилися, замінивши собою всю механіку Ньютона. […]

Першим, хто написав рівняння нової теорії, ґрунтуючись на неймовірних ідеях, був молодий німецький геній - Вернер Гейзенберг.

«Рівняння квантової механіки залишаються загадковими. Оскільки описують не те, що відбувається з фізичною системою, а лише як фізична система впливає на іншу фізичну систему»

Гейзенберг припустив, що електрони існують не завжди. А лише тоді, коли хтось чи щось спостерігає за ними – чи, краще сказати, коли вони взаємодіють із чимось ще. Вони матеріалізуються дома, з ймовірністю, коли з чим-небудь зіштовхуються. Квантові стрибки з однієї орбіти на іншу - єдиний спосіб бути «реальними» у їхньому розпорядженні: електрон є набір стрибків від однієї взаємодії до іншої. Коли ніщо його не турбує, він не знаходиться в жодному конкретному місці. Він взагалі не в місці.

Наче Бог не зобразив реальність чітко прокресленою лінією, а лише намітив її ледь помітним пунктиром.

У квантовій механіці жоден об'єкт не має певного положення, за винятком випадків, коли він стикається лоб у лоб із чимось ще. Щоб описати його посередині між однією взаємодією та іншою, ми використовуємо абстрактну математичну формулу, яка не існує в реальному просторі, лише в абстрактному математичному. Але є дещо й гірше: ці засновані на взаємодії стрибки, якими кожен об'єкт переміщається з одного місця в інше, відбуваються не передбачуваним чином, а, за великим рахунком, випадковим. Неможливо передбачити, де електрон з'явиться знову, можна лише обчислити ймовірність, з якою він виникне тут чи там. Питання ймовірності веде в саме серце фізики, де все, як раніше здавалося, регулюється строгими законами, універсальними та невідворотними.

Чи вважаєте це безглуздістю? Так думав і Ейнштейн. З одного боку, він висунув кандидатуру Гейзенберга на здобуття Нобелівської премії, визнаючи, що той зрозумів про світ щось принципово важливе, тоді як з іншого - не пропустив жодного випадку, щоб побурчати про те, що в твердженнях Гейзенберга не дуже багато сенсу .

Молоді леви копенгагенської групи були розгублені: як це можливо, щоб Ейнштейнтак думав? Їхній духовний отець, людина, яка першою явила відвагу мислити немислиме, тепер відступила і боялася цього нового стрибка в невідоме, стрибка, ним самим і викликаного. Той же Ейнштейн, який показав, що час не універсальний і простір викривлений, тепер казав, що світ не може бути настількидивним.

Бор терпляче пояснював нові ідеї Ейнштейну. Ейнштейн висував заперечення. Він вигадував уявні експерименти, щоб показати суперечливість нових ідей. «Уявіть собі ящик, наповнений світлом, з якого вилітає один фотон…» - так починається один із його знаменитих прикладів, уявний експеримент над ящиком зі світлом. Зрештою Бор завжди примудрявся знайти відповідь, яка спростовував заперечення Ейнштейна. Їхній діалог тривав роками - у вигляді лекцій, листів, статей... […] Зрештою Ейнштейн визнав, що ця теорія - гігантський крок уперед у нашому розумінні світу, але залишився переконаний, що все не може бути настільки дивним, як передбачається нею, - що «за» цією теорією має бути таке, розумніше пояснення.

Століття ми всі на тому ж місці. Рівняння квантової механіки та їх наслідки застосовуються щодня в різних областях - фізиками, інженерами, хіміками та біологами. Вони відіграють надзвичайно важливу роль у всіх сучасних технологіях. Без квантової механіки не було б жодних транзисторів. І все-таки ці рівняння залишаються загадковими. Оскільки описують те, що відбувається з фізичної системою, лише як фізична система впливає іншу фізичну систему. […]

Коли Ейнштейн помер, його головний суперник Бор знайшов йому слова зворушливого захоплення. Коли за кілька років помер і Бор, хтось зробив фотографію дошки у його кабінеті. На ній малюнок. Скринька зі світлом з уявного експерименту Ейнштейна. До кінця - прагнення сперечатися з самим собою, щоб зрозуміти більше. І до останнього – сумнів.

29 вересня 2006 року в НКЦ «Казань» відбулася церемонія вручення Міжнародної премії імені Євгена Завойського, якої цього року удостоєно професора Лейденського університету Ян Шмідт (Нідерланди).

Церемонія пройшла у рамках чергової Міжнародної наукової конференції « Сучасний розвитокмагнітного резонансу» (ЕПР). Тож ми маємо інформаційний привід, щоб ще раз згадати Євгена Костянтиновича Завойського, на честь якого щорічно вшановують його колег – фізиків усього світу, які продовжують справу, розпочату ним у Казані у воєнні роки минулого століття.

Завідувач кафедри Казанської державної академіїветеринарної медицини Руслан БУШКОВ передав до редакції цікаві матеріалипро те, чому Завойський не отримав Нобелівської премії. Йому розповіла про це дочка видатного вченого – Наталія Євгенівна ЗАВОЙСЬКА.

Як повідомив у газеті «Известия» у жовтні 2003 р. Сергій Лєсков, з 1917 р. лише 12 російських учених було удостоєно Нобелівської премії. Американці здобули близько 150 нагород, англійці – 70, німці – близько 60. Пояснюється це багато в чому тим, що радянська наука була закрита, з ідеологічних міркувань не було співробітництва з Нобелівським комітетом. Але були випадки, коли премію не присуджували навіть після вистави, хоча номінант мав вагомі заслуги перед світовою наукою. Можливо, до них належить і вчений із Казані Євген Завойський.

Найприкріше, що у 1952 р. премію отримали американці Блох і Перселл за відкриття у тому напрямі, зроблене двома роками пізніше.

М.Завойська зауважує, що успіху американських учених, які стали Нобелівськими лауреатами, було досягнуто за допомогою використання методики вимірювань, запропонованої казанським колегою ще 1944 р. Відкриття доцента Завойського, зроблене ним 1944 р., було визначною подією у світовій науці. Воно започаткувало новий розділ фізики - магнітної радіоспектропії. На основі ЕПР з'явилася нова галузь знань – квантова електроніка.

«Казанські історії» писали про це відкриття, зокрема про те, що прилад, за допомогою якого вдалося побачити явище парамагнітного резонансу, Євген Костянтинович сконструював сам. Як уточнює Наталія Євгенівна, він використав при цьому магніт Дюбуа.

У 1939-1941 pp. Завойський разом із С.Альтшулером та Б.Козирєвим проводили пошуки ядерного магнітного резонансу, але закінчити цю роботу завадила війна – їм довелося демонтувати установку, за допомогою якої вони спостерігали перші сигнали. С.Альтшулер згодом згадував, що успіху завадила низька якість «старомодного електромагніту»: «Май Завойський ще 2-3 місяці для експериментів, він без сумніву знайшов би причину поганої відтворюваності результатів».

Євген Костянтинович ще під час війни продовжив дослідження та у травні 1944 року представив дисертацію до Фізичного інституту АН СРСР. Там не надали його відкриття належного значення, і тоді вчений звернувся до Інституту фізичних проблем. Академік П.Капіца надав йому можливість зібрати установку з ЕПР та провести свої експерименти.

На засіданні ІФП 27 грудня 1944 р. доповідь казанського вченого слухали 49 вчених – колір радянської фізичної науки. "Однак і тоді ідея батька та його експерименти були поставлені під сумнів", - пише Наталія Завойська. Проте 30 січня 1945 р. у Фізичному інституті ім.П.Н.Лебедєва відбувся захист дисертації Завойського на здобуття наукового ступенядоктори фізико-математичних наук. В архіві РАН збереглася стенограма захисту. На жаль, при її прочитанні виникає враження, що лише мало хто зрозумів, що таке ЕПР».

У нарисі про Семена Альтшулера (вид-во КДУ, 2002) можна знайти непрямий доказ неприйняття робіт з ядерної фізики. Її вважали наукою марною, оскільки в досліджень не було практичного застосування.

У 1946 р. робота Завойського з ЕПР було висунуто на здобуття Сталінської премії, але позитивне рішення прийнято був. В архіві економіки (РДАЕ) зберігся відгук І.Кікоїна, в якому йдеться: «Якщо ця гіпотеза справді виявиться вірною, то фізики отримають потужний і досить простий метод для визначення магнітних моментів».

У 1994 р., коли відзначалося 50-річчя відкриття Завойського, у Казані відбулася 27-а міжнародна Амперівська конференція вчених-фізиків. Серед учасників був швейцарський учений Ріхард Ернст – засновник наукової школиза парамагнітним резонансом, який розвинув метод Завойського в хімії. Звичайно ж, він не міг прогаяти нагоди самому побачити лабораторію, де зробив відкриття колега, і був вкрай здивований тим, як у таких примітивних умовах, за якої техніки було зроблено це відкриття.

У листах до Бушкову Наталія Євгенівна розповіла, в яких страшних умовах жив у цей час видатний учений. Сім'я Завойського мешкала у службовій квартирі в університетському дворі. Кімнат було дві, але взимку одна не опалювалася. Вогкість була неймовірна: по стінах текла вода.

Швидше за все, саме з цієї причини дуже серйозно захворіла дружина вченого. Як повідомляє Наталія Євгенівна, її батько принаймні двічі висувався на Нобелівську премію: перший раз – 1964 р., другий – 1975 р. У книзі, виданій їй, наводиться текст подання від академіка С.Вонсовського, в архіві батька вона знайшла подання від імені академіка А.Александрова. Нобелівський лауреат 2003 р. академік Віталій Гінзбург в одному з інтерв'ю згадав, що одного разу ініціатором висунення був він. Версії, чому він так і не став лауреатом, наводилися різні.

По-перше, умови секретності - але в досліджень в галузі ЕПР їх не було.

По-друге, перехід Євгена Костянтиновича до робіт з оборонної тематики – чого в житті Нобелівського лауреата нібито не має бути.

По-третє, короткочасність заняття цією проблематикою.

Як відомо, подальше життя Завойського було з іншими науковими напрямами. Завойська вважає ці версії неглибокими. До того ж є показовий досвід присудження вченому Ленінської премії 1957 р., чому передувала досить скандальна історія, що вибухнула буквально напередодні ухвалення рішення.

Хоча обговорення в Комітеті з Ленінських премій відбувалося конфіденційно, все ж таки чутки про лист проти Завойського, спрямований Я.Дорфманом (хто він такий, з'ясувати не вдалося – ред.)на адресу Комітету не могли не дійти до номінанта.

Добре, що Завойський ставився до висування та «засування» абсолютно байдуже. Як пише Завойська, це був «вкрай негарний і несправедливий напад через кут: «Отже я думаю, «одномірні» причини неприсудження Нобелівської премії надто прості.

Шукати відгадку «таємниці століття» треба в архівах РНЦ, академії наук, Президентському архіві та, можливо, у Нобелівському комітеті. Якщо документи взагалі дійшли до Комітету».

У дні святкування 200-річчя Казанського університету перед будівлею фізфаку було урочисто відкрито пам'ятник видатному вченому. Відсутність Нобелівської премії анітрохи не зменшила його заслуг перед світовою наукою. Тим більше у Радянському Союзі. У 1969 р. він був удостоєний звання Героя Соціалістичної Праці, мав три ордени Леніна, орден Трудового Червоного Прапора. Йому було присуджено, крім Ленінської, Державну премію (1949).

За кордоном відкриття Завойського було відзначено посмертним присудженням премії Міжнародного товариства магнітного резонансу. Тепер у науковому світіє й премія його імені. Вона була заснована 1991 р. Фізико-технічним інститутом Казанського наукового центру Російської академіїнаук, Академією наук РТ та Казанським державним університетом. Присуджується вченим-фізикам за визначний внесок у розвиток методів ЕПР. Незважаючи на незначний розмір – 1000 доларів США – премія здобула статус престижної міжнародної нагороди. 2004 р. відзначалося 60-річчя відкриттів ЕПР.

Наталія Євгенівна Завойська передала в дар Казанському університету останній із 12-ти альбомів, присвячених батькові та його науковій роботі. Це фотографії, зроблені Євгеном Костянтиновичем, Наталією Євгенівною, подаровані вченому, а також вирізки з газет та журналів, численні документи. Кілька років вона систематизувала батьківський архів, працюючи у багатьох російських архівах. Будучи літературознавцем, спеціалістом з німецької літератури XVIII-XIX століть і не маючи специфічних знань у галузі фізичних наук, зібрала унікальний матеріал, «розсіяний скрізь по крапельках». Вивчила роботи з ЕПР у Росії, а й там. Проаналізувала російсько-американські зв'язки у цьому науковому напрямі. Склала іменний покажчик на 200 імен. Альбоми знаходяться зараз у відділі рідкісних книгта рукописів Наукова бібліотекаКМУ імені Лобачевського.

«Знаєте, як важко розлучатися з ними? – писала Наталія Євгенівна Бушкову. - Тільки виникне бажання відправити хоча б т.і, як серце цокне: а раптом пропаде поштою? Коли мене запитали, у скільки я оцінюю один альбом, я відповіла (поштою прикидала, що і як), що він безцінний. Так і є. Практично все в одному екземплярі, тож втрата буде назавжди».

Крім того, Наталія Євгенівна працювала над книгою «Історія одного відкриття», в якій задумала розповісти про те, як її батько не став. Нобелівським лауреатом. Працювала в основних російських бібліотеках та архівах. Захопившись архівними пошуками, Наталія Євгенівна спробувала знайти дані щодо свого родоводу з боку батька. Їхні предки (до 1810 років вони носили прізвище Курочкіни, а потім розбилися на три гілки: Завойські (за річкою Вою), Світанок та Захарових) жили в селі Різдвяному.

У 1996 р. вона побувала на малій батьківщиніІ побачила дім, у якому жили Завойські. Стояла ціленька і церква, в якій служили священики Курочкіни. Написала Наталя Євгенівна та про історію села. Коли людина скуштує насолоду архівного пошуку, вона матиме потяг до цієї справи все життя…

"Казанські історії", №8, 2006 рік

/jdoc:include type="modules" name="position-6" />