Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью - Адам Беккер

интерес к физике, – писал один гарвардский физик-докторант в 1948 году, – возник, когда я во время службы в армии работал в Нью-Мексико, участвуя в создании атомной бомбы». Другой студент написал, что у него «такое ощущение, что эта область (физика) стала важна в результате войны»; еще один – что «к научной жизни меня приобщила война»[202]. У физических факультетов отбоя не было от студентов. В 1941 году в США докторскую степень по физике получили 170 аспирантов. К 1951 году их число превысило 500 и продолжало расти гораздо быстрее, чем в любой другой академической отрасли за тот же промежуток времени[203] (рис. 4.1). К 1953 году половина всех обладателей докторской степени (PhD) по физике была моложе тридцати[204]. Наличие большого числа образованных физиков больше не рассматривалось как чисто научная необходимость – теперь оно считалось существенной инвестицией в военную инфраструктуру. Генри Смит, член Комиссии по атомной энергии и бывший глава физического факультета в Принстоне, в своей речи на заседании Американской ассоциации содействия развитию науки в 1950 году говорил о «накоплении и регулировании научных кадров». Ученые, заявил он, «сделались одним из главных военных активов. Очень важно, чтобы они использовались максимально эффективно <…> Я говорю об ученых не как о тех, кто обогащает нашу культуру, но как об инструменте ведения войны, необходимом для защиты нашей свободы»[205].

Рис. 4.1. Докторские степени (PhD) по физике, присужденные институтами США за год, 1900–1980

Многие физики были встревожены и огорчены новым положением дел. «Войны, “горячая” и холодная, так изменили мою профессию, что я ее почти не узнаю, – жаловался американский физик голландского происхождения Сэмюэл Гаудсмит. – Мы, физики, оказались среди не приспособившихся к мирной жизни ветеранов Второй мировой»[206]. Гаудсмит, входивший в горсточку евреев-физиков из Европы, иммигрировавших в Соединенные Штаты задолго до прихода Гитлера к власти, оплакивал навсегда ушедшие в прошлое милые предвоенные дни[207] (string-and-sealingwax days), когда физика делалась за копейки из подручных материалов. Меньше чем за десятилетие после окончания войны половодье денег и людей радикальным образом изменило ежедневное существование физика-профессионала:

«Это стало шоком. У нас теперь великолепные лаборатории для фундаментальных исследований, способные восхитить любого уважающего себя физика. Но почему-то они не вызывают той нежной любви, которая была так знакома в прежние годы, когда покупка трехсотдолларового спектроскопа оказывалась вполне достаточной причиной, чтобы уйти с вечеринки. А сегодня мы получаем оборудование стоимостью во много миллионов долларов, но в ту же минуту, когда заканчивается церемония его введения в строй, мы уже начинаем строить планы на покупку еще более мощной установки. В доброе старое время физики всецело и беззаветно отдавались изучению фундаментальных законов Вселенной. А теперь мы чувствуем себя призванными заниматься такими вещами, каких мы и представить себе не могли, – вещами, совершенно с наукой не связанными. Мы помогаем министру обороны планировать военный бюджет. Мы информируем президента Соединенных Штатов о национальном ядерном потенциале <…> Некоторые из нас работают в промышленности, разрабатывая электронное оборудование. Другие прикомандированы к американским посольствам в Англии, Франции и Германии. Мои коллеги, которые до Хиросимы даже на выборы не ходили, теперь сидят рядом с нашими представителями в ООН, когда в повестке дня появляется вопрос об атомной энергии»[208].

Гаудсмит и сам во время войны досыта хлебнул этой «ненаучной» деятельности – он был гражданским руководителем «Миссии Алсос», той самой, в рамках которой захватили и вывезли в Фарм-Холл Гейзенберга и других ведущих физиков-ядерщиков Германии. Он также занимался в MIT созданием радара (еще одна крупнейшая программа военно-физических исследований, в которой были заняты тысячи людей и на которую потрачены многие миллионы долларов) и консультировал Королевские ВВС Великобритании. До войны он работал в Мичиганском университете, собирался отойти от исследовательской деятельности и целиком посвятить себя преподаванию. После войны его планы изменились. «Я почувствовал, что захвачен случившимся после Хиросимы мощным подъемом во всех областях, связанных с физикой, – вспоминал Гаудсмит, – и мне захотелось быть связанным с этими процессами теснее, чем это возможно в университетском кампусе»[209]. Гаудсмит возглавил отдел физики в Брукхейвенской национальной лаборатории, одном из свежеиспеченных правительственных учреждений для фундаментальных исследований. И все же, несмотря на то что он занимал административную должность в новой системе «Большой науки», Гаудсмит продолжал настороженно относиться к изменениям в этой области. «Условия, в которых мы сегодня работаем, определенно не способствуют научному прорыву», – говорил он в 1953 году.

«Четверть века назад мы могли спокойно обмениваться мнениями с Бором в его кабинете и нас не беспокоили ни государственные секреты, ни программы вооружений, ни шпионские страсти <…> Никого из нас не отвлекали от дела предложения стать президентами колледжей или промышленными воротилами. Правительства физиками не интересовались. Никто не пытался растолкать коллег в борьбе за власть по той простой причине, что не существовало властных полномочий, за которые можно было бы бороться: ни гигантских лабораторий, ни военных проектов <…> Все мы чувствовали, что принадлежим к некоей ложе, в которую по всему миру входило примерно человек четыреста и в которой все хорошо знали друг друга – или, по крайней мере, знали, чем в данный момент занимается каждый. А теперь на конференции приезжает вчетверо больше одних только американских физиков, и большинство из них видят друг друга впервые»[210].

Исследования смысла квантовой физики относились к числу военных потерь. Толпы новых студентов наводняли аудитории по всей стране, и профессора просто не имели возможности обсуждать с ними философские вопросы, лежащие в ее основании. Довоенные курсы квантовой механики, читавшиеся по обе стороны Атлантики, такие как курс Гейзенберга в Лейпциге и Оппенгеймера в Беркли, уделяли основным, принципиальным вопросам изрядную долю времени. Учебники и экзамены предвоенного времени требовали от студентов написания подробных эссе о природе принципа неопределенности и роли наблюдателя в квантовом мире. Но при раздувшейся численности слушателей детальные разговоры о философии сделались практически невозможными. «В лекциях на такие темы, [как неопределенность, дополнительность и причинность], проку мало, – жаловался в 1956 году профессор физики в Питтсбургском университете. – Ошарашенный студент не знает, что ему здесь записывать, а те записи, которые он все-таки сделает, почти наверняка приведут в ужас любого преподавателя»[211]. В группах студентов, изучавших квантовую физику на факультетах меньших размеров, можно было позволить себе уделить основополагающим вопросам раз в пять больше времени – но по мере того, как набор студентов продолжал возрастать, малых групп студентов-физиков осталось совсем немного. А в больших группах преподавание сосредоточивалось на «эффективных и легко воспроизводимых методах вычислений»[212], а не на основаниях физики. Из учебных пособий вопросы об основных физических принципах почти начисто исчезли, а новое поколение обозревателей превозносило новые тексты учебников именно за то,