Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга)

Фридрих ГЕРНЕК

Пионеры атомного века

Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга

ОГЛАВЛЕНИЕ

Наука на рубеже двух эпох

Предисловие

Майнауское заявление лауреатов нобелевской премии

Джеймс Клерк Максвелл

Генрих Герц

Вильгельм Конрад Рентген

Мария и Пьер Кюри

Макс Планк

Альберт Эйнштейн

Макс Фон Лауэ

Нильс Бор и Вернер Гейзенберг

Эрвин Шрёдингер и Макс Борн

Отто Ган и Лиза Мейтнер

Ответственность науки

Библиография, Литература

Наука на рубеже двух эпох

Имя Фридриха Гернека, исследователя науки из ГДР, уже знакомо советским читателям, интересующимся историей науки новейшего времени. Перевод написанной им биографии А. Эйнштейна был выпущен издательством "Прогресс" в 1966 году и существенно дополнил имеющуюся на русском языке обширную литературу о "великом преобразователе естествознания".

Предлагаемая вниманию советских читателей новая книга Ф. Гернека "Пионеры атомного века" - включает ряд биографических очерков, в которых дается представление о вкладе в создание современной физики, сделанном учеными конца XIX в. - первой половины XX века. В центре внимания Ф. Гернека находится деятельность немецких ученых. Рассматривая новую физику как итог усилий многих и многих исследователей, автор, кроме ученых, имена которых стоят в заголовках, скупыми, но точными мазками выписывает фигуры Больцмана, Клаузиуса, Гельмгольца, Кирхгофа, Пуанкаре, Беккереля, Резерфорда, Гиббса, Луи де Бройля, Ферми, Дирака, Иоффе и многих других. Ученые других стран введены в ткань повествования в первую очередь через их взаимоотношения с немецкими коллегами. Отбор основных фигур для изображения, особый "немецкий" угол зрения на события в науке последнего столетия, характерный для книги Ф. Гернека, обусловлен, с одной стороны, документальным материалом, который имелся в распоряжении автора, а с другой стороны, той конкретной читательской аудиторией, для которой предназначалась эта работа. Сознательно реализуя марксистскую методологию исторического исследования, автор проводит очень тонкую и сложную операцию по восстановлению национальной чести немецкой науки, попранной чудовищными преступлениями фашизма. Ведь еще живы поколения читателей, помнящих, как под лозунгом сохранения чистоты "германской физики" вершились преступления против подлинной науки: только в промежуток между 1933 и 1938 годами Германию вынуждены были покинуть около двух тысяч крупных ученых.

Как показывает опыт историографических исследований науки, вопрос о "национальном" - один из самых сложных, и для многих авторов он оказывался камнем преткновения. Здесь всегда существует возможность судить по формуле "на голову выше". Буржуазный национализм многолик, но он во сто крат отвратительнее, когда проявляет себя в науке. Еще А.П. Чехов отметил в одной из своих записных книжек: "Национальной науки нет, как нет национальной таблицы умножения; что же национально, то уже не наука" [1]. В значительной мере книга Ф. Гернека обосновывает тезис о независимости содержания истинного знания, добываемого средствами науки, от национальной принадлежности ученого. Но если научное знание даже по форме не может быть национальным, то этого нельзя сказать о людях, делающих науку. Они всегда принадлежат определенному народу, определенной исторической эпохе, определенному общественному классу. В исследовании науки необходимо учитывать также и то, что наука, особенно в современную эпоху, выступает как социальное явление, институционально оформленное и нагруженное определенными социальными функциями, в первую очередь функцией - быть непосредственной производительной силой под эгидой тех классов, которые господствуют в сфере материального производства, то есть быть средством экономического и политического господства.

Изображение науки, не учитывающее того, какой вклад в развитие общечеловеческого познания вносят представители той или иной нации, того или иного класса этой нации, рискует оказаться далеким от истины, внеисторическим. Ф. Гернек на протяжении всей книги довольно убедительно показывает, почему множество физических теорий конца XIX и начала XX века увидело свет с маркой "made in Germany".

Специальный угол зрения, своеобразная "система отсчета", от которой отправляется в своих поисках Ф. Гернек, состоит в том, чтобы показать историю физики за столетний период через призму истории своей, отечественной, немецкой физики. В этом отношении его книга в чем-то схожа с "Очерками истории развития советской физики". Э.В. Шпольского, "Историей физики" итальянца Марио Льоцци и с книгой Митчела Уилсона об американских ученых и изобретателях. В то же время она может в определенном отношении конкурировать не только с такими работами, как занимательно написанная книга американской журналистки Барбары Клайн или увлекательный рассказ о "Приключениях великих уравнений" Вл. Карцева, но и с довольно многочисленными строго академическими историями атомной физики, принадлежащими перу как отечественных, так и зарубежных авторов. В частности, она в какой-то мере дополняет используемые в качестве учебных пособий по истории физики книги Б.П. Спасского и Л.С. Кудрявцева.

В работе Ф. Гернека довольно много выходов в философскую проблематику, связанную с развитием физического знания и с проблемами научного познания вообще. Поэтому она может занять место и на книжной полке философа рядом с такими исследованиями, как "Три аспекта атомистики" Б.М. Кедрова, "Философские вопросы современной физики" В.С. Готта, "Философские основания физики" Р. Карнапа, "Философия и физическая теория" М.В. Мысливченко, "Развитие представлений о структуре атома" И.С. Алексеева и многочисленными работами Б.Г. Кузнецова.

Книга Ф. Гернека "Пионеры атомного века" существенно дополнит библиотеку биографий выдающихся физиков. Хотя за последнее время в нашей стране издано немало биографий ученых, однако по одним персоналиям мы наблюдаем перепроизводство (за последние годы биографий Эйнштейна издано 3, Резерфорда - 3, Э. Ферми - 2), а по другим - отсутствие иных источников, кроме небольших статей в справочной литературе. В книге Ф. Гернека советский читатель найдет творческие биографии таких крупных ученых, как Э. Шрёдингер, В. Гейзенберг, О. Ган, Л. Мейтнер.

В обширной литературе о науке среди книг, написанных физиками и лириками, математиками и писателями, инженерами и философами, историками и журналистами и рассчитанных на любой вкус любого читателя, работа Ф. Гернека займет свое место как богато документированный, доступный каждому грамотному человеку источник информации по проблемам, касающимся жизни и творчества создателей современной физики.

Автор стремится быть верным принципу, сформулированному им еще в предисловии к изданию биографии А. Эйнштейна: ослепляющий блеск славы, сопутствующий творцам новой физики, не должен мешать исследователю выявлять и писать правду, и только правду; история науки, даже в ее популярной форме, должна стремиться к воссозданию подлинной исторической картины, свободной от легенд и околонаучных мифов. К достижению этой цели автора ведет критическое использование имеющейся уже литературы и опора на документальный материал.

Интересна форма, в которую в конце концов вылилось у Ф. Гернека повествование о судьбах науки. Зародившись как цикл лекций для студентов различных факультетов Университета имени Гумбольдта, материал и в книжном варианте сохранил многое из того, что характерно для устных, доверительных бесед с аудиторией с глазу на глаз. Автор довольно плодотворно использует идею А. Эйнштейна об истории физики как "приключениях познания", развертывая иногда повествование по канонам детективно-приключенческого жанра, не жертвуя, однако, при этом документальной достоверностью. Все это позволяет приобщить к истории физики как тех, кто избрал эту науку своей специальностью, так и людей чисто гуманитарного склада.

Успеху в разрешении поставленной задачи содействует также особенность авторского стиля. Собственный авторский текст стилистически нейтрален, несколько даже суховат. При помощи сравнительно простых языковых средств Ф. Гернек создает ткань повествования, своего рода "холст", на котором богатейшим набором стилистических красок, свойственных используемому документальному материалу, рисует запоминающуюся картину событий из истории науки. Однотонность авторского текста становится также отличным фоном для выявления своеобразия мышления изображаемых в книге деятелей науки.

В отличие от многих и многих популяризаторских книг, авторы которых то впадают в беллетристическую патетику, то, как бы опасаясь обвинений в некомпетентности, вдруг обрушивают на читателя груз специальных терминов, символов и формул, Ф. Гернек, используя богатейшие возможности слова, обычным естественным языком описывает тот период в истории физики, когда в ней создаются сложнейшие творческие построения: теория относительности и квантовая механика. Он обошелся без формул, не вульгаризируя и не упрощая идей великих естествоиспытателей. Исключение составляют только несколько раз встречающиеся символ постоянной Планка h и знаменитое уравнение Е = mc2, сопровождаемое высказыванием М. Борна: с открытием расщепления урана и цепной реакции формула Эйнштейна стала "своего рода связующим звеном между физикой и политикой". Физическая формула, ставшая политическим символом, достойна того, чтобы стать исключением.

Композиция книги в достаточной степени продумана и обоснована. Книга делится на десять глав, каждая из которых сама по себе есть законченное целое: это биографии великих естествоиспытателей, творчество которых составляет особые этапы в развитии физики. Форма документальной биографии, причем биографии, организующим центром которой является решающее открытие, сделанное ученым, позволяет показать историю физики в разных ее аспектах, развернуть стереоскопически зримую панораму событий. В основу композиции книги положена великая драма науки, открывшей одну из могущественнейших сил природы в условиях перехода капитализма в последнюю стадию своего существования - империализм. Начав с поисков решения чисто познавательных задач и с теоретического объяснения "случайно" открытых неизвестных дотоле электромагнитных явлений и естественной радиоактивности, будучи глубоко убеждены, что все это не имеет никакого отношения к повседневному производству и политической борьбе, ученые "вдруг" оказались в ситуации выбора: с кем идти? Служить ли силам войны и буржуазной реакции, размахивающим над планетой ядерной бомбой, или объединиться с силами мира и социального прогресса.

Описание великой драмы науки, документальное расследование "приключений познания", оказавших неизгладимое влияние на все сферы общественной жизни, и в особенности на арсенал средств вооруженной политической борьбы классов и мировых социально-политических систем, опирается на марксистско-ленинскую концепцию науки, сознательно принятую автором в качестве единственной последовательно научной методологии исследования истории естествознания.

Эта концепция, подтвержденная богатейшим фактическим материалом, нашедшим отражение на страницах книги, признает марксистскую теорию науки неотъемлемой частью научного, диалектико-материалистического учения о пролетарской социалистической революции. Самое существенное в этой теории состоит в там, что она раскрывает историю создания буржуазией одной из мощнейших производительных сил, которая используется в борьбе с феодализмом, а затем становится средством эксплуатации и сверхэксплуатации покупаемой буржуазией рабочей силы пролетария. Вопрос об отношении социалистической революции к науке как производительной силе и социальному институту, созданному буржуазией, есть поэтому вопрос об изъятии этой силы из ведения буржуазии и передачи ее в руки пролетарского социалистического государства.

Многие места в книге Ф. Гернека являются яркой иллюстрацией основных положений социологии науки, сформулированных К. Марксом в рукописи 1861...1863 годов "К критике политической экономии". К. Маркс отмечал: "Капиталистический способ производства первым ставит естественные науки... на службу непосредственному процессу производства, тогда как, наоборот, развитие производства дает средства для теоретического покорения природы. Наука получает призвание быть средством производства богатства, средством обогащения"[2]. Воплощаясь в машинах и в производственных процессах и становясь вследствие этого производительной силой капитала (частью постоянного капитала), "наука выступает как чуждая, враждебная труду, господствующая над ним сила" [2]. Эта социально-экономическая функция науки в условиях капитализма детерминирует и социальный статус ученых. "Люди науки, поскольку эти" науки используются капиталом в качестве средства обогащения и тем самым сами становятся средством обогащения также для людей, занимающихся развитием науки, конкурируют друг с другом в стремлении найти практическое применение этой науки" [2].

Ф. Гернек воссоздает средствами документального повествования картину науки на изломе времен, на рубеже двух эпох - эпохи зарождения предпосылок и условий социализма в недрах капитализма и эпохи революционных социалистических преобразований.

Развиваемая и документально обосновываемая Ф. Гернеком теоретическая характеристика социального статуса науки и ученых, функционирующих в условиях капиталистического способа эксплуатации, потребует от читателя, привыкшего к чисто просветительному пониманию всего, что связано с уважаемыми им именами Д.К. Максвелла, О. Гана, А. Эйнштейна, Л. Мейтнер, М. Планка, которых он воспринимает только как сеятелей разумного, доброго, вечного, известной социально-психологической перестройки и ломки "антисоциологических" предубеждений.

Об основных положениях марксистской социологии науки, на которых Ф. Гернек строит свой анализ истории физики, приходится говорить именно потому, что, как свидетельствуют факты, ученые на Западе сравнительно поздно обнаружили трагическую связь науки с большой политикой, связь между наукой и экономикой. Причем эта связь была понята ими в духе апологетического самосознания, которому наука представляется "решающим экстрапродуктивным сектором человеческой деятельности" и "решающим фактором социального прогресса" [3].

И дело не только в том, что почти все физики, биографии которых представлены в книге Ф. Гернека, были выходцами либо из буржуазных, либо из дворянско-аристократических слоев общества. Решающими здесь оказываются те требования, которые наука как социальный институт буржуазного общества предъявляет своим будущим активным агентам, и то, каким образом это общество воспитывает и формирует их. Механизм подготовки творца идей в сфере буржуазного духовного производства в его немецко-баварском варианте конца XIX века, то есть как раз того периода, когда происходило формирование немецких физиков, описываемых в книге Ф. Гернека, мастерски изображен Л. Фейхтвангером в памфлете "Автор о самом себе": "98 преподавателей в общей сложности обучали его 211 научным дисциплинам, среди которых были древнееврейский язык, прикладная психология, история верхнебаварских владетельных князей, санскрит, сложные проценты, готский язык и гимнастика, но не было ни английского языка, ни политической экономии, "и истории Америки. Писателю Л. Ф. понадобилось целых 19 лет на то, чтобы полностью вытравить из своей памяти 172 из этих 211 предметов. За годы его учения имя Платона упоминалось 14 203 раза, имя Фридриха Великого - 22 614 раз, а имя Карла Маркса не упоминалось ни разу" [4]. И если "способный естествоиспытатель" и одновременно "истинно набожный человек" Д.К. Максвелл был глубоко убежден в том, что деление людей на бедных и богатых угодно богу, что всегда поэтому будут существовать рабы и господа, то этим он был обязан и своему происхождению (из семьи шотландского помещика), и воспитанию (в духе английского протестантизма), привившему ему еще в детские годы "удивительное знание текста Библии", и той роли, которую наука играла в превращении Англии во всемирную мастерскую и в создании Британской колониальной империи. Если Г. Герц "не был противником прусского милитаризма и партийным соратником Бебеля", то это вполне объясняется тем, что он происходил из семьи богатого гамбургского сенатора и разделял социальные и "национальные" убеждения и предрассудки своего класса. Когда в 1919 году в Мюнхене была создана Советская Республика, то контрреволюционное движение буржуазии поддерживал и престарелый В.К. Рентген, озабоченно обсуждавший вопрос о "большевистской опасности", и молодой В. Гейзенберг, который со своими школьными друзьями оказывал помощь контрреволюционным "отрядам порядка", и Макс фон Лауэ (сын крупного чиновника военно-юридического ведомства), вступивший в добровольческий корпус, чтобы сражаться против "большевизма", и Вилли Вин, который сам создавал в Вюрцбурге такой корпус. Все они вели себя в соответствии с логикой классовой борьбы, сознательно или бессознательно защищая коренные интересы буржуазии, "а которые посягал революционный рабочий класс Германии. И если деятель науки такого масштаба и мировой известности, как В.К. Рентген, к тому же не обладавший склонностью к философствованию, незадолго до смерти мог писать: "Моя жизнь кажется мне такой бесцельной!" - то это вполне укладывается в рамки буржуазного миросозерцания.

То что М. Планк (фамилия его срослась с физической константой, обозначаемой буквой h) смысл своей научной карьеры видел в оттачивании оружия немецкой науки и утверждении германской государственности, что во время первой мировой войны он в качестве ректора Берлинского университета произносил милитаристские речи, а во времена Веймарской республики сожалел о слетевших княжеских коронах и утере былого немецкого могущества, что во времена фашистской диктатуры он мог занять позицию невмешательства в "дело Эйнштейна", определялось не столько его "благородной наивностью" или тем, что он (по замечанию А. Эйнштейна) разбирался в политике так же, как "кошка в "Отче наш"". Сын профессора права, потомок целой династии теологов, зять мюнхенского банкира, "тайный советник Планк", занимавший руководящие посты в ведущих учебных и научных учреждениях немецкого буржуазного государства, исповедовавший этику Канта и философию права Гегеля, не мог не быть стопроцентным немецким буржуа в науке.

Как следует из документов, приводимых Ф. Гернеком, даже самые прогрессивные из великих физиков не шли дальше "социализма на уровне эмоций". И Эйнштейн, и Мария Кюри, и Пьер Кюри были радикальными демократами на крайнем левом "рыле буржуазии с нескрываемыми, но не безграничными "красными" симпатиями. В книге Ф. Гернека убедительно показано, что их борьба за общественный прогресс в соответствии с принципом "невозможно построить лучший мир, не улучшив отдельных людей", их антифашизм, их протест против использования достижений науки во вред человечеству - все это не выходит за рамки буржуазно-демократических требований. Их вполне понятное и достойное уважения самозабвенное увлечение красотой научного поиска граничит порой с замаскированным под научный эстетизм бегством от противоречий действительной жизни. Их наивная вера в возможность науки стоять по ту сторону "грязной политики" таит в себе разлад со своими же собственными гуманистическими идеалами и оборачивается для них в конце концов муками совести. Может быть, только Лиза Мейтнер без особого смятения чувств признавалась, что ей принадлежит не последняя роль в американских и английских ядерных исследованиях, приведших к созданию атомного оружия. Ее коллега Отто Ган иначе реагировал на ужасы Хиросимы и Нагасаки. "Я не имею к этому никакого отношения!" - воскликнул он в ответ на сообщение об атомных бомбардировках. А. Эйнштейн выразил не только свое мнение, но и мнение тысяч других больших и малых физиков и математиков, участвовавших в создании атомного оружия, когда заявил: "Если бы я знал, что немцы не работают над атомным оружием, я ничего не стал бы предпринимать для создания бомбы".

В таких случаях немцы говорят: "O ware ich Vogellein!" Социологическая ситуация бессилия, в которой оказались созидатели новой физики в самый драматический для нее период ее истории, отсутствие положительной программы действий остроумно охарактеризованы А. Эйнштейном: "... я устал повсюду фигурировать как символический вожак бараньего стада с нимбом над головой".

Ф. Гернек наглядно показывает, что даже самые возвышенные и благородные устремления прогрессивных научных кругов капиталистических стран, нашедшие выражение в словах М. Борна: "Мы хотим, чтобы наша прекрасная наука вновь служила исключительно благу людей и не употреблялась во зло ради целей отжившей свой век политики", являются лишь благими пожеланиями, если они не опираются на понимание того, что только рабочий класс в ходе социалистического строительства может осуществить программу использования науки на благо человечества. Шаги в сторону установления прочного союза с силами социализма делает поколение ныне живущих ученых, которые идут к признанию коммунизма через данные своей науки, через размежевание с фон браунами и теллерами.

В повествовании Ф. Гернека страница за страницей раскрывается история того, как в результате творческих поисков ученых-буржуа, монополизировавших до Великой Октябрьской социалистической революции труд по разгадке тайн природы, происходит смена механистического понимания мира более точной и адекватной ему современной диалектико-материалистической научной картиной.

Объективно-истинное знание природных процессов и закономерностей добывается, как показывает Ф. Гернек, не абстрактными познавательными субъектами, сошедшими со страниц книжек по логике науки, а конкретно-историческими личностями, связанными тысячами нитей с экономическими, политическими условиями и духовной жизнью буржуазного общества. Конкретно-исторический подход к исследованию научного познания позволяет Ф. Гернеку воссоздать глубокую противоречивость этого процесса не только в логическом, но и в социологическом плане, ибо творческие биографии большинства физиков, представленных в книге Ф. Гернека, являются яркими иллюстрациями к теоретической "модели" естествоиспытателя-буржуа, которая была создана Ф. Энгельсом. Раскрывая сложность и трудность процесса становления материалистического понимания природы, шедшего в середине XIX века на смену господствовавшему дотоле идеалистическому мировоззрению, Ф. Энгельс писал: "...Как это трудно, доказывают нам те многочисленные естествоиспытатели, которые в пределах своей науки являются непреклонными материалистами, а вне ее не только идеалистами, но даже благочестивыми, правоверными христианами" [5].

Парадокс рассматриваемого Ф. Гернеком периода развития науки как раз и заключается в том, что в большинстве своем благочестивые христиане, пантеисты и идеалистически философствующие естествоиспытатели в течение столетия превратили естествознание "из эмпирической науки в теоретическую", становящуюся "при обобщении полученных результатов системой материалистического познания природы" [6]. Конечно, это диалектико-материалистическое теоретическое естествознание не свободно от "родимых пятен"; идут к нему естествоиспытатели не прямо, не сознательно, а под напором фактов, следуя революционному духу времени. Это теоретическое естествознание еще несет на себе следы преодолеваемых способов отношения мысли к действительности: эмпиризма, метафизического метода мышления, натурфилософских спекуляций, теоретико-познавательного скептицизма. Но при этом оно, как подчеркивает Ф. Гернек, пронизано духом материализма, стихийно, но прочно стоит на точке зрения материалистической теории познания.

Вопреки давлению традиционных религиозных представлений, навязываемых будущим исследователям через систему образования и воспитания, вразрез с господствующей эклектической смесью из идеалистических философских систем, несмотря на модные философские шатания самих теоретизирующих естествоиспытателей, исследование природы в условиях буржуазного общества дает объективное знание. "Естествознание бессознательно принимает, что его учение отражает объективную реальность, и только такая философия примирима с естествознанием" [7].

В книге Ф. Гернека мы находим наглядные примеры неоднократно воспроизводившейся на протяжении всей истории новейшей физики трагикомической ситуации а-ля Геккель, которая описана В.И. Лениным в работе "Материализм и эмпириокритицизм": теоретические построения буржуазных естествоиспытателей становились оружием классовой борьбы против буржуазной идеологии.

Материалы, приводимые Ф. Гернеком, в который раз подтверждают истинность марксистского тезиса о неразрывной связи исследования природы с материализмом. Ведь, характеризуя именно этот философски-бессознательный, стихийный, естественноисторический материализм Г. Герца, М. Планка, Л. Больцмана, Э. Геккеля, Г. Гельмгольца, В.И. Ленин писал: "...Есть устой, который становится все шире и крепче и о который разбиваются все усилия и потуги тысячи и одной школки философского идеализма, позитивизма, реализма, эмпириокритицизма и прочего конфузионизма. Этот устой естественноисторический материализм" [8].

На всех этапах истории новейшего теоретического естествознания можно фиксировать глубокий разлад между теоретико-познавательными основами исследования природы и буржуазной философией, в том числе различными течениями позитивизма. Возьмем, к примеру, оценку пригодности философии Э. Маха с точки зрения рядового исследователя природы, которая была дана ей в 1902 году М.Ю. Гольдштейном в книге "Основы философии химии". Не желая отставать от либерально-буржуазной моды, М.Ю. Гольдштейн писал, что если не выходить за пределы философии, то он "лично разделяет взгляд", согласно которому "все тела, все явления - это только наша, как теперь выражаются, "психея"". Но в то же время он считал этот взгляд совершенно неприменимым в исследовании природы. "В самом деле, - писал М.Ю. Гольдштейн, - если весь мир есть лишь мое представление, то и все остальные люди суть лишь мои представления и я сам представляю свое представление... Стоит читателю лишь вдуматься в этот пункт, и он сейчас же увидит то жалкое положение, в котором должен очутиться человек, решившийся систематически провести свое воззрение до конца. Быть может, эти взгляды и очень верны, но раз они нас ведут в дебри, из которых выпутаться нельзя, а взамен нам не дают ничего такого, из-за чего стоило бы в них барахтаться, то мы можем их оставить, как взгляды для нас совершенно бесполезные" [9].

То, что с таким простодушием и ясностью было высказано М.Ю. Гольдштейном, верно отражает мнения физиков как по отношению к различным направлениям буржуазной философии, так и по поводу собственных увлечений некоторыми из них. А. Эйнштейн полагал, что "вера во внешний мир, существующий независимо от воспринимающего его субъекта, лежит в основе каждой естественной науки" [10]. В беседе с Мэрфи, который характеризовал известных астрономов А. Эддингтона и Д. Джинса как субъективных идеалистов, А. Эйнштейн говорил: "Ни один физик не верит, что внешний мир является производным от сознания, иначе он не был бы физиком. Не верят в это и названные Вами физики. Следует отличать литературную моду от высказываний научного характера. Названные Вами люди являются настоящими учеными, и их литературные работы не следует считать выражением их научных убеждений" [11]. В подтверждение справедливости этого мнения А. Эйнштейна можно привести высказывание самого А. Эддингтона: "Физик, пока он мыслит как физик, должен иметь веру в действительный внешний мир" [12]. В том же духе высказывался и В. Гейзенберг: "...физик должен постулировать в своей науке, что он изучает мир, который не он изготовил и который существовал бы без значительных перемен, если бы этого физика вообще не было" [13]. Относительно позитивизма тот же В. Гейзенберг, испытавший на себе его влияние, придерживается такого мнения: "Нет, пожалуй, более бессмысленной философии, чем эта" [14]. В материалистичности основ естественнонаучного исследования не сомневается и Луи де Бройль, отмечающий, что "физик всегда инстинктивно является "реалистом" в философском смысле этого слова, и сомнительно, чтобы он смог с пользой вести свою работу, отказавшись от своей веры в объективную реальность"[ 15].

В книге Ф. Гернека последовательно проводится ленинская мысль о непримиримости естественноисторического материализма со всей буржуазной казенной профессорской философией и о том, что увлечение идеализмом есть лишь дань моде. Особенно показательно в этом отношении приводимое автором суждение М. Борна: "Позитивизм в строжайшем смысле должен отрицать или реальность объективного, внешнего мира, или по крайней мере возможность каких-либо высказываний о нем. Надо думать, что подобные мнения не могут разделяться ни одним физиком. Однако они встречаются, они даже в моде. В публикациях почти каждого теоретика есть высказывания позитивистского толка".

Вспоминая о совместной работе с А. Эйнштейном, Л. Инфельд свидетельствует: "Как Эйнштейн, так и я считали себя материалистами, хотя ни один из нас в то время не изучал теоретиков диалектического материализма..." [16].

Распространяемое позитивистами и принимаемое иногда некоторыми экзистенциалистски настроенными романтиками за чистую монету мнение, что позитивизм представляет собой теоретико-познавательную и методологическую основу современного естествознания, выражает его дух и соответствует его природе, является одним из мифов современной либерально-буржуазной идеологии. Позитивисты всегда воевали и сейчас воюют против материализма естествознания, третируя его как "уличную философию" (В.В. Лесевич).

Позитивизм есть оформленное в особую доктрину недоверие класса буржуазии и ее профессионалов-идеологов к теоретическому естествознанию, впадающему в непозволительную и неприличную, с точки зрения просвещенной либеральной буржуазии, крайность - в материализм. Основное стремление позитивизма состоит в том, чтобы на место стихийно складывающейся диалектико-материалистической картины природы, создаваемой теоретическим естествознанием, поставить такое "философское" обобщение эмпирического исследования природы, в котором были бы исправлены типичные "ошибки" обычного научного мышления: его материалистичность и диалектичность.

Как это хорошо видно из биографических материалов, используемых Ф. Гернеком, влияние позитивизма среди естествоиспытателей-буржуа обусловлено не тем, что он якобы дает верную теорию познавательной деятельности, а тем, что он выражает и одновременно теоретически обосновывает социально-политические воззрения, установки и настроения этого слоя буржуазного общества, его претензию стать выше и вне борющихся противоположных социальных сил и их идеологий, его колебания, эклектизм, выдаваемый за эрудицию, нерешительность, снобизм, увлечение пустяками, нежелание открыто занимать определенную позицию. Ко всему позитивизму приложима та оценка, которую Ф. Энгельс в 1895 году дал "позитивной философии" О. Конта, назвав ее "узким филистерским мировоззрением" [17].

Одна из ведущих линий анализа материала из истории физики в книге Ф. Гернека - прослеживание на фактах того, как "физика рожала диалектический материализм" (Ленин). Вопреки усилиям позитивистов дискредитировать теоретическое естествознание, заменить научную картину мира особым "философским понятием мира" предсказанный Ф. Энгельсом еще в 70-х годах прошлого века процесс развития теоретического естествознания и его стихийного перехода на позиции диалектики как метода мышления, единственно соответствующего природе исследуемых естествознанием объектов, шел небывалыми темпами, будучи ускоряем катализирующей деятельностью естествоиспытателей-теоретиков, сознательно стоящих на позициях диалектико-материалистического мировоззрения и руководствующихся ленинской идеей союза между марксистами и естественно-историческими материалистами.

Усилиями крупнейших физиков истекшего столетия теоретическое, мыслящее исследование природы утверждено в своих правах настолько, что его могущество и превосходство над подслеповатым эмпиризмом теперь ясно даже женам физиков. Стоит вспомнить слова Эльзы Эйнштейн, которая, выслушав объяснения о попытках определить форму вселенной при помощи гигантского зеркального телескопа, заметила: "Мой муж обычно делает это на обороте старого конверта" [18].

В книге Ф. Гернека в деталях прослеживается движение физиков к диалектике, описываются трудности, сопровождавшие выработку диалектического понимания природы теоретическим естествознанием. Этот процесс раскрыт на документальном материале и показан в его преломлении через самосознание физиков. Как диалектика врывается в познавательную деятельность и как она осваивается рефлектирующим сознанием физиков, содействуя устранению косности мышления, видно из рассуждений М. Борна: "Физик стремится к тому, чтобы исследовать вещи в природе: эксперимент и теория служат ему только для достижения цели, и, сознавая бесконечную сложность происходящего, с которой он сталкивается в каждом эксперименте, он противится попыткам рассматривать ту или иную теорию как окончательную. Поэтому он ненавидит слово "аксиома", которому в обычном словоупотреблении придается значение окончательной истины, и делает это он со здоровым ощущением того, что догматизм является худшим врагом естествознания".

При чтении книги Ф. Гернека становится понятным, что серьезно относящееся к самому себе теоретическое естествознание невозможно без изощренной, диалектически вышколенной способности мышления. Поэтому, как показывает Ф. Гернек, перед физиками-теоретиками во весь рост стал вопрос об отношении к классическому философскому и натурфилософскому наследству, вопрос о том, что взять на вооружение из философии, выдававшей себя за некую всеобщую теорию бытия. Ведь уже к середине XIX века было ясно, что вместе с системой Гегеля рухнула последняя попытка рассматривать философию как науку наук, что новая эпоха в развитии науки изменила и содержание, и задачи философии.

Преодоление односторонне рассудочного, метафизического способа мышления, характерного для механистического естествознания и философии XVII...XVIII веков, было возможно только путем осознания того, что диалектическое мышление и есть "нормальный", соответствующий истине способ теоретического постижения действительности. Самой трудной для естественника в его приобщении к диалектике оказалась проблема противоречия. Исторический опыт становления теоретической физики, проанализированный Ф. Гернеком, показывает, что естествоиспытатели не могли просто взять И пустить в дело классическое диалектико-логическое решение этой проблемы, а шли к пониманию противоречивости природы через художественно-образную парадоксальность, через рассудочную антиномичность и дополнительность, через апелляцию к интуиции, способной якобы продуцировать и осваивать "сумасшедшие идеи". Для истории теоретического естествознания - и это хорошо показывает Ф. Гернек характерно, что естественники постигают диалектику мышления, так сказать, на ощупь, вслепую, набивая синяки и шишки.

На материалах биографий М. Планка, А. Эйнштейна и других физиков видно, что преодолеваемый ими метафизический способ коренится не только в логике рассудка, но постоянно воспроизводится как в социальном окружении, так и в самой науке. Метафизика, согласно классическим ее определениям, есть наука о законченных вещах, а не о процессах и движениях. Исследование мира в этом его аспекте имеет основательные резоны и коренится в определенной форме человеческой практики.

Тесно связанное с технологией общественного производства естествознание в своем стремлении разложить природу на отдельные части и различные процессы отразило тенденцию производства к дроблению на все более и более узкие отрасли, к распадению труда на простые, элементарные операции, делающие возможным применение машин. Именно в этих условиях могли появиться, как говорил К.А. Тимирязев, полчища "истов" и "логов", которые растащили единый объект естествознания - природу - по многочисленным научным кабинетам, где она подверглась безжалостной вивисекции. Совершенно естественно, что на такой практической и эмпирической почве развивалось мышление, для которого были характерны застывшие формы и пренебрежение к теоретизированию.

Начало того периода в истории физики, который у Ф. Гернека открывается деятельностью Д.К. Максвелла, Г. Гельмгольца, Г. Герца и В.К. Рентгена, характеризуется господством механистического подхода к явлениям природы. С точки зрения овладения диалектикой физика середины XIX века отстоит от уровня теоретического мышления, достигнутого физиками к середине XX века, дальше, чем атомистика Демокрита и Эпикура от натурфилософии Аристотеля.

Опираясь на те же факты из истории новой физики, что и Ф. Гернек, астроном-теоретик А. Эддингтон в 1928 году отмечал: "В настоящее время мы представляем себе идеальное научное объяснение совершенно иначе, чем в прошлом столетии. Физики второй половины XIX века считали понятной только такую вещь, для которой можно было построить модель, то есть известную конструкцию из рычагов, колес, винтов и других механических приспособлений. По их мнению, природа, строя вселенную, не имела в своем распоряжении других средств, кроме тех, которые известны современному инженеру; так что объяснить данное явление - значит вскрыть лежащий в его основе механизм. Человек, который объяснил бы тяготение действием механизма из зубчатых колес, был бы героем того времени" [19]. Теоретическое мышление, например 20-х годов нашего века, далеко ушло от этого механицизма. В противоположность внутреннему единству механического истолкования мира физика этого времени являла собой картину анархического столкновения различных интерпретаций квантовой механики. В эти годы М. Борн, П. Дирак и Э. Шрёдингер могли позволить себе искать разгадку совершенно "мистической" с точки зрения метафизики формулы:

qp - pq = h/2пi,

в которой qp ведет себя столь странно, что не хочет быть равным pq. Диалектика навязывала себя физикам-теоретикам то в форме ни с чем не сообразного неравенства qp и pq, где величины q и p суть координаты и моменты, то в виде неустранимой связи дискретности (h) и непрерывности.

Переход к диалектическим формам мышления и составляет одно из последствий той кризисной ситуации, в которой теоретическая физика оказалась на рубеже двух веков. Ф. Гернек много внимания уделяет этому вопросу, специально выясняя роль Э. Маха в преодолении физикой метафизической ограниченности классической механики и связанных с нею натурфилософских построений. Анализируя отношения между Э. Махом и А. Эйнштейном, споры между Э. Махом и М. Планком, принципиальные столкновения между точкой зрения Л. Больцмана и идеями, которые отстаивали В. Оствальд и Э. Мах, Ф. Гернек, опираясь на глубокое знание исторических фактов, обосновывает мысль о необходимости дифференцированного подхода к оценке того влияния, которое оказал Э. Мах на А. Эйнштейна и других основателей современной физики. Ф. Гернек настаивает на том, что надо отличать Э. Маха - физика-теоретика от Э. Маха - философа-идеалиста.

Соглашаясь с Ф. Гернеком в необходимости такого различия, ибо оно снимает недооценку того вклада, который Э. Мах внес в разработку теоретической физики и в критику догматизма классической механики, в то же время необходимо отметить, что Ф. Гернек несколько смягчил изображение той ситуации в истории науки, которая была в свое время названа А. Пуанкаре "кризисом физики", и приглушил остроту идейных разногласий, возникших между основной массой ученых и проповедниками "физического идеализма".

Вопрос о роли Э. Маха в переходе естествознания на позиции диалектического мышления есть лишь часть более общей проблемы о роли и значении философии И. Канта, об историческом смысле модного среди буржуазной интеллигенции лозунга "назад к Канту". В теоретическом плане этот вопрос был рассмотрен Ф. Энгельсом, который пришел к выводу, что "учиться диалектике у Канта было бы без нужды утомительной и неблагодарной работой" [20]. История идеологической классовой борьбы конца XIX века и истекших семи десятилетий XX века показывает, что реставрация философии И. Канта есть в научном отношении попятное движение, а в идеологическом отношении всегда связано с попытками буржуазных идеологов найти средство "размягчения" диалектического и исторического материализма.

Как свидетельствует биографический материал, приводимый Ф. Гернеком, большинство немецких физиков в студенческие годы изучали философию в том виде, как ее преподносили преподаватели, бывшие по преимуществу позитивистами и неокантианцами. Г. Герц сдавал экзамен профессору Целлеру и был самого высокого мнения о методологической стороне "Механики" Э. Маха. На всю жизнь у него сохранилась склонность к априоризму И. Канта. Мария Кюри в молодости увлекалась позитивизмом О. Конта и Г. Спенсера. М. Планк в 80-х годах был "решительным сторонником философии Э. Маха". А. Эйнштейн во времена "Академии Олимпии" изучал сочинения последователей Канта: Пирсона, Маха, Авенариуса, Пуанкаре, хотя в зрелые годы "не выносил Канта" и склонялся к пантеизму Спинозы. М. фон Лауэ экзаменовался по философии у Ф. Паульсена, самостоятельно изучил сочинения И. Канта и в течение всей жизни считал его систему вершиной философского мышления человечества. О. Ган слушал лекции по философии у неокантианцев Когена и Наторпа, основателей и руководителей марбургской школы. Не один только Г. Герц был напуган "профессорским воем против "метафизики" материализма" (Ленин). Признавался же М. Планк, имея в виду времена засилья позитивизма и энергетизма: "Тогда нельзя было восстать против авторитета таких людей, как Вильгельм Оствальд, Георг Гельм, Эрнст Мах" [21].

Ф. Гернек, приводя немало интересных фактов из истории борьбы В. Оствальда и Э. Маха против атомизма и связанного с ним материализма, все же не полностью раскрывает драматизм столкновения двух точек зрения. В. Оствальд видел задачу энергетизма и критики атомизма в "разрушении научного материализма". По поводу одной из речей В. Оствальда, опубликованной под таким заголовком, Р. Милликен верно заметил, что энергетизм В. Оствальда был реакцией на успехи кинетической теории и что "предводимое таким бараном все стадо овец начало обратно прыгать через забор..." [22]. Насколько остро были в это время поставлены методологические и гносеологические вопросы, какие крайние выводы делались из того, что классическая физика не справилась с объяснением явлений радиоактивности, свидетельствуют программные философские заявления А. Пуанкаре. На вопрос "Открывает ли нам Наука истинную природу вещей?" А. Пуанкаре отвечал, что "не только Наука не может открыть нам природу вещей, ничто не в силах открыть нам ее" [23].

Факты, приводимые в книге Ф. Гернека, свидетельствуют о том, что широкое внедрение позитивизма и неокантианства в философскую подготовку будущих исследователей стало одной из причин методологической безоружности их перед "революционером радием". Агностицизм А. Пуанкаре, релятивизм Э. Маха были не средством против разразившегося "кризиса физики", а симптомами начавшейся болезни. Философские идеи В. Оствальда, А. Пуанкаре, Э. Маха и других неокантианцев не приближали физиков к диалектическому пониманию природы и человеческого мышления, а заставляли идти к нему окольными путями, иногда даже через возврат к натурфилософии Платона.

Дело в том, что в методологическом отношении кантовская теория познания не поднялась выше уровня метафизического и механистического естествознания XVIII века. Антиисторизм, понимание познания как асоциального явления специфическая форма кантовской антидиалектичности. Процесс познания был понят им как индивидуальный акт, в котором изолированный субъект противопоставлен объектам природы. Перед индивидом непонятный мир, а в его голове неизвестно откуда свалившийся мыслительный аппарат. Индивид оторван от общества, познание - от природы. На этой основе родилась кантовская идея о неуловимой "вещи в себе".

Присущий Канту "страх перед объектом", в котором его упрекал Гегель, оказался вещью очень упорной и проявлялся в самых различных формах в истории физики. Кантианская точка зрения на взаимоотношение субъекта и объекта, созданная Кантом версия активности сознания, есть не что иное, как идеализация практики эмпиризма с его созерцательным отношением к объекту и произволом в сотворении схем классификаций.

Длительная приверженность методу пассивного наблюдения породила у естествоиспытателей представление, будто это и есть наилучший путь познания природы. Возникла легенда о гносеологическом рае, где все познается в созерцании. С точки зрения тех, кто уверовал в эту доктрину, всякое изменение объекта с помощью орудий в процессе труда или, что то же самое, применение приборов в ходе эксперимента равнозначно грехопадению познания. Еще Ж.Ж. Руссо вздыхал: "Все хорошо, выходя из рук Творца вещей, все вырождается в руках человека" [24]. Открывает или преграждает себе человек путь к познанию, создавая орудия, приборы, экспериментальную технику? - так поставили вопрос сторонники приборного агностицизма. Последователи Канта отвечают: "Преграждает". Необходимо было накопить значительный опыт исследования микромира, чтобы теоретическая физика вместе с А. Эддингтоном заявила: "Пока электрон не вступает во взаимодействие с остальными частями вселенной, мы о нем ничего не знаем" [25].

Конечно, можно лишь присоединиться к Ф. Гернеку, когда он объясняет невнимание физиков конца XIX века к тому, что было накоплено предшествовавшей, в особенности гегелевской философией в познании человеческого мышления, тем, что именно гегелевская философия была олицетворением той ее формы, в борьбе с которой и возникло современное теоретическое естествознание. Эта философия исходила из того предрассудка, что обычное научное познание природы способно будто бы давать лишь знание на уровне "внешней шелухи", что истину способна добывать только натурфилософия, долженствующая быть неустранимой составной частью всякой философии.

Такое понимание функций и структуры философии, ее отношения к другим отраслям познания уже в начале XIX века не соответствовало действительному положению дел в науке и было попыткой возродить философию в ее роли онтологии после сокрушительного удара, который ей был нанесен материалистами XVIII века. Развитие естествознания, превращение его из эмпирической науки в теоретическую сделало ненужной всякую натурфилософию и онтологию. "Натурфилософы, - писал Ф. Энгельс, - находятся в таком же отношении к сознательно-диалектическому естествознанию, в каком утописты находятся к современному коммунизму" [26].

Вместе с тем, сколь ни обосновано было игнорирование философии Гегеля теоретиками-естествоиспытателями XIX и начала XX века, они значительно облегчили бы себе дело диалектического осмысления открытий этого времени, если бы внимательно отнеслись к логике Гегеля и тому рациональному, что содержалось в его философии природы. Если бы физики конца XIX века обратили внимание на историю науки и философии, то для них не прозвучала бы откровением маховская критика понятий и основных законов классической механики.

Гегель вслед за Толандом, Лейбницем, Декартом, Спинозой задолго до Э. Маха и А. Эйнштейна подверг критике ньютоновское представление об абсолютном пространстве и времени. По поводу этой проблемы и уровня ее решения в тогдашнем естествознании Гегель ядовито замечал: "Это старый вопрос, с которым физики еще и теперь не могут справиться. Они справились бы с этим вопросом, если бы они изучили Аристотеля, но они рассуждают так, как будто на свете никогда и не существовали мысль вообще и Аристотель в частности" [27]. Уже Гегель понимал, что абстракция абсолютного пространства не есть истина пространства вообще: "Относительное пространство есть нечто гораздо высшее, ибо оно есть определенное пространство какого-то материального тела... Мы не можем обнаружить никакого пространства, которое было бы самостоятельным пространством; оно всегда есть наполненное пространство, и нигде оно не отлично от своего наполнения" [28]. Он отвергал взгляд на пространство как на скучную и однообразную протяженность и определил основное противоречие пространства - противоречие между дискретностью и непрерывностью.

Гегель критиковал ньютоновское представление о времени как о чистой длительности, которая течет сама по себе независимо от движения реальных вещей. "Время не есть как бы ящик, в котором все помещено, как в потоке, увлекающем с собою в своем течении и поглощающем все попадающее в него. Время есть лишь абстракция поглощения. Так как вещи конечны, то они находятся во времени, но вещи исчезают не потому, что они находятся во времени, а сами вещи представляют собою временное, их объективным определением является то, что они таковы. Процесс самих действительных вещей составляет, следовательно, время" [29].

Не было тайной для Гегеля и единство пространства и времени, единство "здесь" и "теперь", составляющее суть современных представлений о едином четырехмерном пространственно-временном континууме, имеющем столь фундаментальное значение в специальной теории относительности.

Но Гегель сделал и еще один очень важный шаг - он нащупал связь между пространством - временем, с одной стороны, и материей - движением - с другой. В "Философии природы" он определил материю как единство пространства и времени. Материя, согласно Гегелю, есть истина пространства и времени. "Точно так же как нет движения без материи, так не существует материи без движения... Материя представляет собою первую реальность" [30]. Вряд ли найдется современный мыслящий теоретик-естественник, который не поставил бы своей подписи под этими словами. А. Эйнштейн писал совершенно в том же духе: "С гносеологической точки зрения гораздо более оправданна мысль, что механические свойства пространства полностью определяются материей" [31]. К сожалению, Ф. Гернек в своей книге обошел молчанием вопрос о теоретических достижениях немецкой натурфилософии начала XIX века.

Тем представителям естественных наук, которые отворачиваются от гегелевской диалектики по причине идеалистичности его философии, следовало бы обратить внимание на то, что освобождение от липких пут идеализма задача не из легких, поскольку идеалистическое истолкование мира может облачаться в самые замысловатые одежды. Ведь история даже новейшей науки очень поучительна в этом отношении.

Когда М. Планк, А. Эйнштейн и другие крупнейшие физики-теоретики, как свидетельствует Ф. Гернек, говорят о своей "религиозности" и, присоединяясь к Спинозе, объявляют мировой порядок следствием наличия в мире разума, то они в этом случае очень близки к взглядам Аристотеля и Гегеля, поставивших проблему единства мышления и бытия и решивших ее идеалистически.

Одной из самых трудных теоретико-познавательных проблем, над которыми, как показывает Ф. Гернек, бьются физики-теоретики, пытающиеся ухватить диалектику объекта исследования, является проблема категорий. Остатки метафизических представлений особенно упорно удерживаются именно в этой области. Особенно трудно усваивается тот вывод диалектико-материалистической теории познания, что категории - это основные формы всякого, в том числе и научного, человеческого мышления, что они имеют земное, исторически обусловленное происхождение, ибо люди, производя условия своей жизнедеятельности, производят также и условия и формы своей мыслительной деятельности, что в подвижных и гибких категориях научное мышление ухватывает противоречивость и текучесть бытия. Все это относится в первую очередь к таким категориям, как тождество и различие, анализ и синтез, часть и целое, дискретное и непрерывное, причина и действие, случайность и необходимость.

Современное теоретическое естествознание вплотную подошло к пониманию того, что полярность, антиномичность, дополнительность этих категорий снимается в их единстве.

Немало впечатляющих страниц в книге Ф. Гернека посвящено изображению споров А. Эйнштейна с представителями копенгагенской школы по проблеме детерминизма, связанной с категориями причины и действия, возможности и действительности, необходимости и случайности. Ф. Гернек убедительно показывает, что за возмущением А. Эйнштейна по поводу того, что вероятностно-статистическая интерпретация закономерностей микромира заставляет самого бога (необходимость) играть в кости, стоит определенная, исторически изживающая себя форма детерминизма, вынужденная уступить место диалектическому пониманию причины и следствия как моментов всемирного взаимодействия.

Причины и следствия полярно противоположны друг другу только на стадии механического рассмотрения природы, при котором причина и следствие распределены между двумя телами. Но уже в реальной физической механике невозможно оперировать этими категориями: они охватываются понятием "взаимодействие" в такой степени, что задача движения трех тел оказывается разрешимой только приближенно. "Взаимодействие, - писал Ф. Энгельс, исключает всякое абсолютно первичное и абсолютно вторичное; но вместе с тем оно есть такой двусторонний процесс, который по своей природе может рассматриваться с двух различных точек зрения; чтобы его понять как целое, его даже необходимо исследовать в отдельности сперва с одной, затем с другой точки зрения, прежде чем можно будет подытожить совокупный результат" [32].

В практике научного познания для того, чтобы описать отдельные явления, их вырывают из всеобщей связи природы, рассматривают изолированно друг от друга. В таком случае процесс изменения объекта разлагается на причину и действие, на необходимое и случайное, возможное и действительное. Но природе в ее целостности присуще универсальное взаимодействие, и наука, используя гибкость категорий, их переход Друг в друга, познаёт это взаимодействие во всём богатстве его форм. "Мы не можем пойти дальше познания этого взаимодействия именно потому, что позади его нечего больше познавать" [33].

Хотя книга Ф. Гернека посвящена по преимуществу истории физики в Германии, ему в значительной степени удалось преодолеть точку зрения "германоцентризма" в описании становления теории относительности. Ф. Гернек избежал ошибки многих историков: науки, изображавших А. Эйнштейна единственным создателем этой теории, но все же ему не удалось этого сделать, в вопросе об истории выведения формулы E = mc2. При всех громадных заслугах А. Эйнштейна перед наукой не следует забывать, что он постоянно опирался на достижения предшественников, что во многом он шел рядом со своими современниками, независимо от него трудившимися над теми же проблемами.

А. Эйнштейн был признанным лидером физиков-теоретиков, но необходимо избегать всего, что способствует возникновению внутринаучных "культов личности". Поэтому следовало бы указать, что формула E = mc2 за 15 лет до А. Эйнштейна была выведена английским ученым О. Хевисайдом.

Обильный исторический материал, представленный в книге Ф. Гернека, разрушает наивное просветительское представление о том, что естественные науки лишь пассивно отражают явления и законы природы, что в своем содержании они определены одной только внешней природой. Так понимает естествознание простоватый, созерцательный материализм. Естествознание, как оно изображено в книге Ф. Гернека, - это форма деятельности, включающая в себя и практическое, и эмпирическое, и теоретическое отношение к объекту, и подчинено оно не только всеобщим условиям человеческого производства, но также и конкретным условиям той общественно-экономической формации, в которой оно функционирует.

Всякий внимательный читатель найдет в книге Ф. Гернека большой и интересный материал для самостоятельных размышлений и выводов. Он с пониманием отнесется к тревожным заявлениям представителей прогрессивной научной общественности западных стран, предупреждающих о том, что современная монополистическая буржуазия и ее государства все шире используют великую силу знания во вред настоящему и будущему человечества. Одно из таких предупреждений мы находим в статье научного обозревателя бельгийского журнала "Пуркуа па?" Бернара Лефевра. Имея в виду ученых, состоящих на службе у монополистического капитала, он пишет: "...армия исследователей только тем и занята, что кроит и перекраивает материю... Наш век дал миру столько ученых, сколько не было никогда... Увы, никто и не задумывается, сколько из них занято разработкой дефолиантов, военных газов или просто-напросто таблеток, облегчающих пищеварение. Как и в разбазаривании природных богатств, наш век проявил безумное расточительство в отношении умственных ресурсов человечества. Ученые используются для решения абсурдных, а порой и преступных задач, знание пытаются превратить в орудие социального и политического господства, научные исследования подчиняют экономике, открытия - прибыльности" [34].

Социализм, организуя рациональное использование достижений научного познания в целях всестороннего развития человека, в интересах прогрессивного развития всех сторон общественной жизни, снимает с ученых также бремя угрызений совести за употребление могущественной силы знания во вред человеческому роду. Опыт организации и развития науки в условиях строительства социализма в СССР и других странах мировой социалистической системы, преимущества, достигнутые социализмом в экономическом и научно-техническом соревновании с капитализмом, полностью подтверждают предвидение В.И. Ленина: "...Только социализм освободит науку от ее буржуазных пут, от ее порабощения капиталу, от ее рабства перед интересами грязного капиталистического корыстолюбия" [35].

Ю. Жданов, М. Карпов, А. Потемкин

Ко второму изданию

Приношу благодарность за критические замечания таким читателям этой книги, как Отто Ган, Густав Герц, Вильгельм Вестфаль. Многие их предложения учтены при просмотре текста, который в целом оставлен без изменений.

Берлин, апрель 1966 г.

Ф.Г.

К пятому изданию

Перед новым изданием текст книги приведен в соответствие с новейшими фактами, местами исправлен и дополнен; обновлен и расширен список литературы.

Берлин, май 1970 г.

Ф.Г.

Предисловие

Эта книга написана на основе лекций, которые я читал перед слушателями всех факультетов Университета им. Гумбольдта. По желанию издательства она адресована широкому кругу читателей. Однако мы надеемся, что она заинтересует также специалистов, ибо здесь впервые приводятся некоторые факты и документы.

Приношу благодарность архивам Немецкой Академии наук и Университета им. Гумбольдта в Берлине, архиву Немецкой Академии естествоиспытателей "Леопольдина" в Галле и фоно-архиву Берлинского радио.

Особенно сердечно я благодарю ученых, которые своими письменными и устными указаниями способствовали моим многолетним исследованиям истории науки и предоставили в мое распоряжение необходимые материалы. В их числе я с уважением называю также недавно скончавшихся Макса фон Лауэ и Джеймса Франка.

Читателей книги прошу с пониманием отнестись к тому, что пришлось отказаться от примечаний и ссылок на более чем три тысячи источников.

Берлин, февраль 1965 г.

Д-р философии Фридрих Гернек

Институт истории медицины и естествознания при Университете им. Гумбольдта.

Майнауское заявление лауреатов нобелевской премии

Содержание науки можно постигать и анализировать, не вдаваясь в рассмотрение индивидуального развития ее создателей. Но при таком односторонне-объективном изложении отдельные шаги иногда могут казаться случайными удачами. Понимание того, как стали возможными и даже необходимыми эти шаги, достигается лишь в том случае, если проследить за умственным развитием отдельных людей, содействовавших выявлению направления этих шагов.

А. Эйнштейн

Мы, нижеподписавшиеся, являемся естествоиспытателями разных стран, различных рас, вероисповеданий, различных политических убеждений. Нас связывает только Нобелевская премия, получить которую нам выпала честь.

С радостью отдали мы нашу жизнь служению науке. Мы верим, что она путь к счастливой жизни людей. Но мы с ужасом видим, что эта же наука дает в руки человечеству средства для самоуничтожения.

Военное использование ныне существующего оружия может привести к такому распространению радиоактивных веществ, которое станет причиной гибели целых народов. Эта смерть грозит нейтральным народам так же, как и воюющим.

Если между великими державами вспыхнет война, то кто может гарантировать, что она не превратится в смертельную схватку. Нация, которая осмелится развязать тотальную войну, приблизит свою собственную гибель и создаст угрозу всему миру.

Мы не скрываем, что сегодня сохранению мира способствует, очевидно, именно страх перед этим смертоносным оружием. Однако мы считаем самообманом веру правительств в то, что страх перед оружием поможет им длительное время избегать войны; слишком часто страх и напряженность порождали войну. Нам кажется самообманом также вера в то, что малые конфликты и в дальнейшем будут разрешаться при помощи традиционного оружия. При чрезвычайной опасности никакая нация не откажется от применения любого оружия, порожденного наукой и техникой.

Все нации должны добровольно отказаться от применения силы как крайнего средства в политике. Если они не сделают этого, они перестанут существовать.

Майнау-на-Бодензее, 15 июля 1955 года

Это заявление подписали 52 ученых, в том числе:

Макс Борн

Вальтер Боте

Адольф Бутенандт

Отто Ган

Вернер Гейзенберг

Густав Герц

Поль А. Морис Дирак

Клинтон Джозеф Дэвиссон

Ирэн Жолио-Кюри

Фредерик Жолио-Кюри

Артур Х. Комптон

Макс фон Лауэ

Вольфганг Паули

Сесиль Ф. Пауэлл

Лайнус Полинг

Чандрасекара В. Раман

Бертран Рассел

Фредерик Содди

Джеймс Франк

Георг фон Хевеши

Хидеки Юкава

Гарольд К. Юри

Джеймс Клерк Максвелл

Новое учение об электромагнетизме и свете

Атомный век имеет длительную предысторию. Его социально-экономические основы лежат в развитии общественных отношений конца XIX - начала XX века. В естественнонаучном и техническом отношении он был подготовлен открытиями в физике, волновавшими мир с начала 90-х годов. Но его корни уходят в более отдаленные времена.

С середины XIX столетия неустанно строился фундамент, на котором могло быть возведено здание физики XX века. При этом не обошлось без изменения проектов. Основные положения естественных наук либо утрачивали свою всеобщность, либо опровергались. Привычные убеждения, считавшиеся незыблемыми, рушились. Больше чем когда-либо физика в эти десятилетия становилась, по словам Эйнштейна, "приключением познания".

Каждая наука является зданием, воздвигнутым ценою бесчисленных усилий многих поколений исследователей, писал в своей книге "Путь теоретической физики от Ньютона до Шрёдингера" австрийский физик Ганс Тирринг. В среднем вклад каждого - это лишь крохотный камушек для строительства целого. Но иногда приходит человек, который возводит целый этаж или сносит часть здания и строит ее заново.

Во главе исследователей, которые, подобно архитекторам, решающим образом участвовали в перестройке фундамента физики нашего времени и заново возвели отдельные "этажи" здания, стоит Джеймс Клерк Максвелл, один из гениальнейших мыслителей в истории развития физики до Эйнштейна, охвативший в своих исследованиях физику во всех ее разделах.

Заслуги Максвелла как исследователя относятся к областям физиологического учения о цвете, кинетической теории теплоты и электромагнитной теории света.

Одновременно с Гельмгольцем Максвелл исследовал законы цветового зрения. Как предшественник австрийца Больцмана и американца Гиббса, он обосновал статистическое понимание кинетической теории газа. Его величайшей заслугой, однако является математическая разработка нового учения о магнетизме, электричестве и свете. Его достижения, по словам Планка, должны быть отнесены к "величайшим, изумительнейшим подвигам человеческого духа".

Когда Максвелл начинал свой путь физика, в сознании естествоиспытателей повсеместно и неколебимо царили законы ньютоновской механики. Все естественные явления старались объяснить с помощью простых механических законов движения в пространстве.

Подъем физики, связанный с открытием закона сохранения и превращения энергии, обеспечил в середине XIX века механистическому пониманию природы новую надежную поддержку. "Только механическое понимание является наукой", заявлял берлинский физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон. Нечто подобное писал и Гельмгольц: "Конечная цель всего естествознания - раствориться в механике".

Программе этого воззрения на природу, впервые изложенного в манускриптах Леонардо да Винчи, в трудах Галилея и философски обоснованного Декартом, законченную форму придал Ньютон в 1687 году в своем знаменитом произведении о математических началах учения о природе.

По Ньютону, мир вещей мог быть механически описан посредством указания четырех величин: времени, пространства, момента массы и силы. Время и пространство рассматривались при этом как "абсолютные": оторванно и независимо от вещей, их заполняющих, и от событий, в них происходящих.

Кроме того, время и пространство строго разграничивались между собой. Взаимосвязь и взаимное влияние устанавливались только между моментами масс и силами. Все естественные процессы представлялись закономерными перемещениями материальных точек в пространстве и времени.

Эта "механика материальных точек", математически обоснованная Эйлером и Лагранжем, блестяще оправдалась и оказалась чрезвычайно плодотворной прежде всего в области астрономии. Ее основы были позднее распространены на движение жидкостей и упругие колебания тел и особенно успешно использовались при исследовании акустических явлений. Но в отдельных вопросах отчетливо выявилась ее ограниченность. Особенно часто возникали непреодолимые трудности в оптике.

Самым неудовлетворительным разделом в системе классической физики, созданной Ньютоном, было учение о свете.

Ньютон, следуя логике своего учения, считал свет естественной вещью, состоящей из материальных точек. Но уже в его время, как заметил Эйнштейн, "назревал жгучий вопрос: что происходит с материальными точками, образующими свет, когда свет поглощается?". Так неизбежно пришли к различию между весомыми и невесомыми частицами - малоубедительное решение, которое не могло долго считаться исчерпывающим объяснением.

Неудобства для глубоко мыслящих физиков таило в себе также представление о "силах дальнодействия".

Магнетизм, электричество и гравитация изображались как силы, действующие в пустом пространстве и распространяющиеся с бесконечно большой скоростью. Такое толкование физических взаимодействий, представляющее их едва ли не как сверхъестественные силы, не соответствовало трезво реалистической механистической картине природы. Уже Ньютон искал выход, но не добился успеха.

Не было недостатка в попытках объяснить световые явления принципиально иным способом. Гениальный голландский физик Христиан Гюйгенс, старший современник Ньютона, пытался охватить природу света своей теорией световых волн. Он предположил, что свет существует в виде продольных колебаний, которые распространяются в веществе, состоящем из мелких частиц, во все стороны от источника возбуждения, подобно звуку в воздухе.

Во всяком случае, сторонники Гюйгенса тщетно старались противопоставить его волновое представление корпускулярной теории света, которая поддерживалась высоким авторитетом Ньютона; это особенно показательно как пример тормозящего влияния, которое может оказать в науке большой авторитет. Борьба между корпускулярной и волновой теориями позднее повторилась и при объяснении других видов излучения.

Волновая теория света смогла победить только после того, как английский врач и физик Томас Юнг и французский естествоиспытатель и инженер Огюстен Френель в первых десятилетиях XIX века придали ей иной облик.

Юнг и Френель исходили из того, что свет распространяется не в виде продольных колебаний, подобных колебаниям воздуха во время игры на флейте, а в виде поперечных колебаний, подобных колебаниям скрипичной струны. С колебаниями такого рода связаны оптические явления поляризации, дифракции и интерференции света, которые не поддавались объяснению на основе ньютоновской корпускулярной теории света.

Гипотетическая основа световых колебаний (механический носитель волн света) стала со времени Гюйгенса называться световым эфиром, или, короче, эфиром.

Поскольку свет представляли себе в виде продольных волн, можно было вообразить эфир как разреженный газ. Если же распространение света предполагалось в форме поперечных волн, тогда следовало эфир мыслить как твердое упругое тело. При весьма малой плотности он должен быть тверже, чем сталь и алмаз. Одновременно световому эфиру приписывали полнейшую проницаемость, с тем чтобы небесные тела могли двигаться сквозь него без помех, как они это и делали со всей очевидностью. Эфир должен был обладать инерционной массой, но не мог иметь гравитационной массы.

Все эти свойства не уживались между собой. Таким образом, эфир представлял собой весьма загадочное явление и был предметом постоянных забот механистического мировоззрения, ибо он упорно сопротивлялся любой попытке механического осмысления. Гипотеза эфира оказалась недостоверной в своей основе.

Радикальный обоснованный ответ на этот загадочный вопрос дал в начале XX столетия Эйнштейн, отказавшись при изложении законов электродинамики от эфира. Однако первый и важный шаг на пути к современной картине природы без эфира сделал еще Максвелл, создав электродинамическую теорию света, пошатнувшую традиционную механическую теорию.

У Максвелла было два предшественника, на исследования которых он опирался: Эрстед и Фарадей.

Ганс Христиан Эрстед, датский врач и естествоиспытатель, в первой половине XIX века был профессором физики в Копенгагене. В 1820 году, во время эксперимента, сопровождавшего лекцию, он впервые заметил магнитное действие электрических токов. Таким образом, он стал первооткрывателем электромагнетизма. Это открытие имело большое научное и техническое значение. Оно привело к изобретению электромагнитного телеграфа и в дальнейшем к созданию электромотора.

Другой физик, Майкл Фарадей, сын кузнеца и естествоиспытатель-самоучка, ставший профессором Королевского института в Лондоне, считается одним из самых изобретательных экспериментаторов в истории точных естественных наук. Максвелл исходил непосредственно из его опытов.

К достижениям Фарадея в области физической химии в числе прочих относятся обнаружение законов электролиза, исследование сжижения газов и открытие бензола, важного углеводородного соединения. Его наблюдения явлений, происходящих при достаточно высоком напряжении переменного тока на электродах в вакуумной трубке, создали предпосылку для работы с катодными лучами, сыгравшими столь важную роль в становлении современной физики.

Но наибольшее значение впоследствии приобрели исследования Фарадеем электромагнитной индукции. В 1831 году, через 11 лет после наблюдения, сделанного Эрстедом, в результате долгих поисков он открыл в обратном порядке эту природную закономерность. Еще в 1822 году, за два десятилетия до исследования процессов превращения энергии Робертом Майером, он записал в свой лабораторный дневник: "Превращаю магнетизм в электричество". Но только при пятой попытке ему действительно удалось осуществить этот замысел.

Если Эрстед узнал, что переменное электрическое поле вызывает магнитное действие и создает магнитное поле, то Фарадей нашел, что временное изменение в магнитных полях создает в проводниках электрический ток. Это открытие сделало возможным производство электрического силового тока. На нем основано действие динамо-машины и все последующее развитие электротехники.

Но и как физик-теоретик английский исследователь завоевал славу первопроходца. Фарадей в высшей степени обладал способностью делать впечатляюще наглядными результаты своих исследований при помощи геометрическо-механических моделей. Путем объединения явлений электричества и упругости он пришел к понятию "силовые линии". Фарадей с пластической ясностью представлял себе действие электрических сил от точки к точке в пространстве между ними, в их "силовом поле". "Сами электрические и магнитные силы, - писал Генрих Герц в 1889 году, - были для него чем-то существующим реально, действительным, ощутимым; электричество, магнетизм были для него вещами".

Причина возникновения электрических сил лежала, по мнению Фарадея, в процессах, происходящих в пространстве между телами. При поисках признаков различий между намагниченными предметами ему удалось доказать, что все вещества, считавшиеся до тех пор немагнитными, под действием большой магнитной силы обнаруживают явные следы намагниченности. Точно так же он смог доказать, что все считавшиеся надежными изоляторы изменяются под действием электрических сил. Выяснилось, что между проводниками и непроводниками различие не принципиальное, а лишь количественное.

Эти экспериментальные открытия привели к тому, что Фарадей, как физик, мыслящий строго эмпирически, признающий только факты, которые можно наблюдать, отверг представление об электрических силах дальнодействия.

На основе своего представления о силовых линиях Фарадей предполагал уже примерно в 1845 году глубокое родство электричества и света. Эта мысль была необычайно смела для того времени, но она была достойна исследователя, который считал, что только тот находит великое, кто исследует маловероятное. Фарадей, таким образом, пришел к мнению, что учение об электричестве и оптика, стоявшие тогда рядом, но еще не связанные между собой, взаимосвязаны и образуют единую область.

Фарадей, однако, не обладал математическим образованием. Говорили, что он не мог даже возвести в квадрат бином. Таким образом, он был не в состоянии изложить результаты своих исследований при помощи обычных математических средств, он мог охватить их лишь качественно. Формально это являлось очевидным недостатком, но содержанию все-таки в данном случае не наносило ущерба. Отсутствие академически-математической подготовки, по мнению Планка, спасло Фарадея от предубеждений, порождаемых математическими и астрономическими источниками, которые в то время неблагоприятно влияли на многих значительных исследователей.

Работы Фарадея стали исходным пунктом исследований Максвелла.

Как сказал Гельмгольц в 1881 году в своей известной лондонской "Лекции о Фарадее": "Необходим был Клерк Максвелл - другой человек, столь же глубокий и своеобразный в своих воззрениях, - чтобы возвести в общепринятых формах систематического мышления то великое здание, план которого Фарадей начертил в своем уме, которое он так ясно представлял себе и которое он старался вызвать перед глазами своих современников". Заслуга Максвелла состоит в конечном счете в математической разработке идей Фарадея о магнетизме и электричестве.

"Перед мысленным взором Фарадея представали силовые линии, пронизывающие все пространство, там, где математики видели лишь центры притяжения сил дальнодействия", - писал Максвелл. "Фарадей искал носитель, ту физическую среду, в которой происходят электрические явления; этого оказалось достаточно, чтобы найти закон разности потенциалов, действующих на электрическую жидкость (Во времена Фарадея электрический ток представлялся в виде особой электрической жидкости. - Прим. ред.). Когда я перевел идеи Фарадея так, как я их понимал, в математическую форму, я нашел, что оба метода, в общем, ведут к одинаковым результатам, но что некоторые открытые математиками методы могут быть гораздо лучше выражены по способу Фарадея".

Используя высокоразвитые математические методы, Максвелл "перевел" модель силовых линий Фарадея в математическую форму. При этом он уточнил и расширил ее, превратив в завершенную теорию электродинамики.

Своими знаменитыми дифференциальными уравнениями Максвелл с высочайшей гениальностью охватил множество электромагнитных явлений. Его формулы ценятся математиками и физиками за их простоту и вызывают восхищение своей красотой. Известный австрийский физик Людвиг Больцман, говоря о них, повторил слова Фауста: "Начертан этот знак не бога ли рукой?"

Создание Максвеллом уравнений электромагнетизма, открывших век электричества, может рассматриваться как важнейшее теоретическое достижение в истории физики за период, отделяющий теорию гравитации Ньютона от теории относительности Эйнштейна. При этом с точки зрения познания существенно, что электромагнитное силовое поле выступило на равных правах с материальной точкой - как новая форма проявления реальности.

Чисто математическим путем Максвелл пришел к выводу, что в пустом пространстве образуются электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью, соответствующей скорости света в вакууме. Он обосновал с помощью математических методов предположение Фарадея о том, что свет и электричество одинаковы по своей природе. Генрих Герц метко сравнил теорию Максвелла с мостом, который смелой дугой переброшен через широкую пропасть между оптическими и электромагнитными явлениями.

Электромагнитная теория света, сокрушившая преграду между электростатикой и электродинамикой, имела и несомненную эвристическую ценность. Она способствовала открытию новых природных явлений; к ним относятся, например, расщепление спектральных линий в излучении, испускаемом атомами под воздействием магнитных и электрических полей. Эти физические эффекты наблюдались и исследовались голландцем Зееманом и немцем Штарком, в честь которых они названы. Фарадей уже за много десятилетий до этого догадывался о такой взаимозависимости, но средства, которыми он располагал, обрекли его исследования на неудачу.

Среди физиков электромагнитная теория Фарадея - Максвелла не сразу завоевала признание. Отдельные выдающиеся исследователи, подобно Гельмгольцу и Больцману, признавали ее значение и выступали в ее защиту, но даже такой проницательный мыслитель-физик, как Густав Кирхгоф, до конца своей жизни он умер в 1887 году - твердо придерживался старых представлений об электрической жидкости и в своих лекциях затрагивал теорию Максвелла лишь мимоходом.

Традиционные механистические представления об электричестве глубоко укоренились в сознании физиков, и до опытов Герца не существовало экспериментального доказательства правильности новой математической теории электричества.

Тем более примечательно, что Фридрих Энгельс, который с начала 70-х годов занимался как философ вопросами естествознания, тотчас признал гносеологическое значение теории Максвелла: и это в то время, когда ученые-специалисты еще спорили о ее физической правомерности.

В его набросках к "Диалектике природы" говорится, что благодаря представлению Максвелла о процессах излучения возникает новое положение в физической картине мира. "Таким образом, существуют темные световые лучи, писал Энгельс, ссылаясь на Максвелла, - и пресловутая противоположность света и тьмы исчезает из естествознания в смысле абсолютной противоположности".

Идея дальнодействия как представление о силах, действующих непосредственно и с бесконечно большой скоростью в пространстве, также была общим достоянием физиков.

Гравитационная теория Ньютона была блестящим подтверждением мысли о дальнодействии. Расчеты планетных орбит стали ее величайшим и очевиднейшим триумфом. Позднее представление о физическом дальнодействии было подкреплено классическими трудами по небесной механике Лапласа и гауссовской теорией потенциалов.

По образцу ньютоновских законов гравитации французский физик Кулон построил закон электростатического притяжения, благодаря чему учение об электричестве стало наукой. Если здесь и добавлялись заряды противоположного знака, то основным все же оставался закон того же типа, что и закон притяжения масс. Казалось последовательным и естественным объяснять явления движущихся электрических зарядов посредством сил дальнодействия по примеру закона тяготения.

Одним из величайших достижений Максвелла было устранение из области электромагнетизма таинственных, непосредственно действующих на расстоянии сил в математически обязательной форме, после того как Фарадей опытным путем пришел к их отрицанию. Тем самым он создал предпосылки проникновения в электродинамику принципа близкодействия.

Лишь спустя более чем полстолетия этот теоретический подвиг получил равноценное воплощение в гравитационном учении Эйнштейна, которое помогло проложить путь принципу близкодействия в область тяготения и изгнало миф о силах дальнодействия из его последнего убежища.

Как это ни странно, Максвелл, будучи экспериментатором высокого класса и располагая отличным оборудованием, не попытался экспериментальным путем установить существование теоретически предсказанных им электрических волн и практически обосновать идею о единстве электромагнетизма и света. По-видимому, он также не предложил для этого никакой программы исследования. Очевидно, собственные математические доказательства были для него столь убедительны, что экспериментальное подтверждение своих выводов он считал излишним.

Лишь через десять лет после смерти Максвелла Генрих Герц экспериментальным путем получил электрические волны и доказал их качественное единство со световыми. Это доказательство одновременно с колоссальным упрощением картины природы после исключения из нее представлений об электрических силах дальнодействия создало основу для окончательной победы выдвинутого Фарадеем и Максвеллом учения об электромагнетизме и свете.

Как и многие другие значительные английские естествоиспытатели XVIII...XIX веков, например крупные геологи Джеймс Хаттон и Чарлз Лайель, Джеймс Клерк Максвелл был шотландцем. Он родился 13 июня 1831 года в Эдинбурге в семье помещика. Среди его предков можно найти политических деятелей, поэтов, музыкантов и ученых.

Отец Максвелла был глубоко образованным человеком с разносторонними интересами. Он редко покидал свое имение и профессиональной деятельностью (в качестве советника юстиции) занимался лишь от случая к случаю. Он принимал живое участие в индустриальном развитии страны, и, кроме того, его постоянным занятием были различные небольшие технические изобретения. После ранней смерти матери (она умерла, когда Джеймсу было 8 лет) отец заботливо воспитывал мальчика. На первом плане стояли занятия естественными науками. У Джеймса очень рано пробудился интерес к технике и развились практические навыки.

В согласии с национальными традициями и общественными условиями большое место в воспитании отводилось религиозным наставлениям в духе английского протестантизма. Детским годам был обязан Максвелл и своим удивительным знанием текста Библии и стихов из "Потерянного рая" Мильтона. В остальном маленький Джеймс рос и развивался среди детей служащих поместья и мелких крестьян, но, как подчеркивает биограф, "с духовными запросами члена правящего класса".

Первый опыт уроков на дому не привел к ожидаемому успеху. На жесткие воспитательные меры домашнего учителя мальчик отвечал упрямством и замкнутостью. В аристократической школе, которую он посещал впоследствии, Джеймс обратил на себя внимание благодаря большим математическим способностям. Особенно любил он геометрию. Об Эйнштейне вспоминают, что в 12 лет он восторгался "священной книжечкой по геометрии". Максвелл также слыл человеком не от мира сего. Он не мог наладить правильные отношения со своими школьными товарищами. Они дразнили его и давали ему прозвища. Не последнюю роль играла при этом одежда, которую его отец - он во многом был чудаком заказывал для мальчика.

В 14 лет Максвелл был награжден медалью за блестящие успехи в математике. Годом позже старший Максвелл представил Эдинбургской Академии наук, в заседаниях которой он иногда принимал участие в качестве гостя, первое научное произведение своего сына, после того как один знакомый ученый придал работе школьника соответствующую академическую форму. В сочинении рассматривался новый, ранее неизвестный математикам метод вычерчивания эллиптических фигур.

В Эдинбурге Максвелл три года изучал математику и физику. До этого он много занимался вопросами оптики, особенно поляризацией света и кольцами Ньютона. Им в основном руководил физик Вильям Николь, имя которого осталось жить в истории науки в названии призмы, данном в его честь.

В областях, не имеющих отношения к его предмету, Максвелл также старался получить прочные знания. Позднее, требуя, чтобы образование молодых естествоиспытателей не ограничивалось каким-либо специальным предметом, он опирался на собственный опыт. Для углубленного понимания проблем естествознания он считал необходимым изучение философии, истории науки и эстетики.

В 1854 году Максвелл с академической степенью закончил Кембридж, где некогда работал Ньютон. После этого по совету Вильяма Томсона он начал вести частные исследования в области электричества.

Первая большая работа Максвелла - "О фарадеевых силовых линиях" появилась в 1855 году. Больцман, через 14 лет издавший это сочинение на немецком языке в "Оствальдовских классиках", подчеркнул в своих примечаниях, что уже эта первая статья Максвелла поразительно глубока по содержанию и дает представление о том, как планомерно подходил к работе молодой физик.

Больцман считал, что в области гносеологических вопросов естествознания влияние Максвелла было столь же определяющим, как и в теоретической физике. Все тенденции развития физики в последующие десятилетия были уже ясно обозначены в первой статье Максвелла и часто даже наглядно пояснялись теми же сравнениями. Они во многом совпадали с сформировавшимися позднее воззрениями Кирхгофа, Маха и Герца.

Уже в работе 1855 года Максвелл высказал мысль, которую он повторил в более поздних работах: силовые линии Фарадея следует представлять как тонкие трубочки с переменным сечением, по которым струится несжимаемая жидкость. Эту гидродинамическую модель электрического тока, исходящую из представлений Фарадея, Максвелл не считал, однако, отражением действительности, она должна была служить вспомогательным средством и облегчать новый подход к электродинамике путем применения механической аналогии.

Наряду с изучением электродинамики молодой ученый занимался также экспериментальными исследованиями физиологии цветового зрения. Первые результаты были получены также в 1855 году.

Независимо от Гельмгольца, который в том же году в Кенигсберге сделал свой ставший знаменитым доклад "О зрении человека", Максвелл, который был моложе на десять лет, искал ответ на те же вопросы и пришел к сходным результатам. Его цветной волчок вскоре уже использовался Гельмгольцем при исследовании дальтоников, в ходе которых подтвердилась правильность взглядов Максвелла.

Чтобы показать противникам теории близкодействия, что он знаком с учением о силах дальнодействия и математически владеет им, Максвелл исследовал особенно трудный случай притяжения масс - загадку колец Сатурна.

Кольца, свободно парящие вокруг планеты Сатурн, в расплывчатой форме наблюдал уже Галилей, но только Гюйгенс описал их действительный вид. Эти кольца были предметом спора исследователей; одни считали их твердыми, другие - жидкими. Максвелл математическим путем доказал, что кольца Сатурна не могут быть ни твердыми, ни жидкими, а должны состоять из скоплений крохотных спутников. Позднее спектроскопические исследования подтвердили это толкование.

В 26 лет способный молодой исследователь получил приглашение на должность профессора физики в колледж в Абердине. Там он преподавал три года. Он не был безукоризненным академическим преподавателем, видимо, поэтому в 1860 году, когда маленькая высшая школа объединилась с другой, от его дальнейших услуг отказались. Заявление в университет Эдинбурга было отклонено на аналогичных основаниях. И здесь опытного учителя предпочли творчески мыслящему исследователю. Максвелл некоторое время провел в своем имении, но в том же году принял приглашение в Лондон.

Пять лондонских лет (1860...1865) были самыми продуктивными в жизни ученого. Максвелл работал как экспериментатор и как теоретик одновременно во многих областях. В учении о физиологии цвета он иногда экспериментировал вместе с Гельмгольцем, с которым он познакомился во время его поездки в Англию в 1864 году (см. факсимиле). "С одним старым берлинским другом, писал Гельмгольц своей жене, - я поехал в Кенсингтон к профессору Максвеллу, физику Королевского колледжа, очень острому математическому уму, который показал мне прекрасные аппараты для исследований в области учения о цвете, отрасли, в которой я сам раньше работал; он пригласил коллегу-дальтоника, над которым мы проделали эксперименты".

В лондонские годы Максвелл значительно продвинулся в разработке механической теории теплоты, особенно кинетической теории газов. Этому содействовали изучение им колец Сатурна и одна из появившихся в это время публикаций немецкого физика Рудольфа Клаузиуса.

Еще в Абердине Максвелл сделал доклад по этому кругу вопросов и предложил ввести в кинетическую теорию газа вероятностное вычисление для определения скоростей молекул. Он сумел показать, что различные скорости молекул газа распределены так же - в соответствии с законом Гаусса, - как ошибки в наблюдениях, которые вкрадываются, когда одна и та же величина замеряется много раз при одинаковых обстоятельствах. Закон распределения скоростей молекул газа был гениально угадан Максвеллом. Этот закон стал основой статистической теории механики газов и краеугольным камнем новой отрасли статистической физики. Впоследствии она была развита в первую очередь Больцманом.

Известность Максвелла как ученого первоначально основывалась на математическом обосновании кинетической теории газа, пока его электромагнитная теория света не начала своего победного шествия по миру. Многие физики, например Джеймс Джонс, даже считали, что самым великим достижением Максвелла было исследование движения молекул газа. Свобода мышления, характерная для всего его творчества, проявилась здесь особенно плодотворно.

Больцман, который наряду с Максвеллом глубочайшим образом вникал в анализ движения молекул, сравнил максвелловскую кинетическую теорию газов с музыкальной драмой. "Как музыкант по первым тактам узнает Моцарта, Бетховена, Шуберта, - писал он в некрологе, посвященном Кирхгофу, - так математики по нескольким страницам различают Коши, Гаусса, Якоби, Гельмгольца. Высочайшая элегантность характеризует французов, величайшая драматическая сила - англичан, прежде всего Максвелла".

Однако тот же Больцман отмечает свойство великого англичанина, странным образом контрастирующее с отмеченным выше драматизмом - "зачастую детски наивный язык Максвелла, который вперемежку с формулами предлагает наилучший способ выведения жировых пятен".

К лондонскому времени относятся основные исследования Максвелла в области электромагнитной теории света.

В работе "О физических силовых линиях", опубликованной четырьмя частями в 1861 и 1862 годах в одном из журналов, он продолжил математическо-физические исследования силовых линий Фарадея, начатые им шесть лет назад, и привел их к предварительному завершению. Максвелл пришел при этом к заключению, что электрические действия распространяются с конечной скоростью, соответствующей скорости света в пустом пространстве. Эта его работа уже содержит знаменитые уравнения электромагнетизма, включая уравнения для движущихся тел.

То, что Максвелл руководствовался при этом механическими моделями, не повлияло на результат. В истории естествознания не впервые, заметил по этому поводу Макс Планк, случается, "что совершенно верный результат бывает найден посредством не вполне достаточной связи идей".

В своих пояснениях к немецкому изданию этого сочинения в "Оствальдовских классиках" Больцман писал: "То впечатление, которое мы получаем, видя в первый раз имеющие для всего нашего естественнонаучного мировоззрения революционизирующее значение уравнения, увеличивается еще тем, что Максвелл не говорит ни слава об их роли, которую он, наверное, предполагал, даже если он не так ясно видел, как мы видим сейчас". Примечательна при этом скромная простота, "с которой Максвелл показывает, с каким трудом он постепенно пробирался вперед".

Во время своей лондонской профессуры Максвелл лично познакомился с Фарадеем, который уже читал его публикации и в письмах к нему высоко оценивал их. Но общение с Фарадеем не могло более повлиять на его научное развитие. Максвелл еще студентом основательно проработал результаты исследований великого экспериментатора и ко времени встречи с 70-летним ученым имел уже сложившиеся воззрения на проблемы физики.

Так как Максвелл не располагал институтом при высшей школе, он оборудовал лабораторию на чердаке своего дома в благоустроенном жилом квартале на западе Лондона. Его жена помогала ему в экспериментах. Максвелл был очень умелым и необычайно находчивым экспериментатором.

Из-за плохого состояния здоровья Максвелл в 1865 году был вынужден отказаться от преподавания. Его поместье в Шотландии позволяло ему полностью посвятить себя исследованиям в качестве независимого, свободного от академических обязанностей ученого.

Шесть лет Максвелл провел в деревне. В это время он продолжал свои теоретические и экспериментальные работы и подготавливал обширные труды, которые потом, в 70-е годы, стали выходить один за другим. Приглашение стать ректором старейшего шотландского университета в Сент-Эндрью он отклонил. Но все же Максвелл становится университетским преподавателем в третий раз.

Кембриджский университет в 1871 году решает создать профессуру по экспериментальной физике и оборудовать учебную лабораторию. Два известнейших физика того времени не могли быть привлечены. Вильям Томсон не хотел оставлять профессуру в Глазго, которую он занимал в течение всей своей жизни, и, кроме того, он был так тесно связан с оптической и электротехнической промышленностью города в качестве совладельца предприятий, что вообще неохотно отлучался из Глазго, а Гельмгольц только что принял приглашение на место профессора физики в университете столицы Германии.

Руководство университета обратилось к 40-летнему частному ученому из Шотландии, и в конце концов его удалось склонить принять новую кафедру.

Наряду с обязанностями лектора Максвелла ожидала большая организаторская работа. Новая лаборатория должна была быть построена и оборудована по его желаниям, предложениям и планам, в соответствии с мировым уровнем экспериментальной физики. При оборудовании Кавендишской лаборатории - она была названа по имени мецената, который был дальним родственником гениального естествоиспытателя Генри Кавендиша, - нашли свое применение технические знания и практический опыт Максвелла, полученные им смолоду под руководством отца. Позднее везде, где была возможность, он осматривал мастерские и фабрики.

Вначале, осуществляя свои планы, исследователь должен был преодолевать старые предрассудки относительно учебного эксперимента. В письме к австрийскому физику Лошмидту Максвелл с сожалением отмечал, что именно эти предрассудки повинны в том, что в Англии было недопустимо запущено обучение экспериментальной физике. Первая английская университетская лаборатория по физике была оборудована в Глазго Вильямом Томсоном только в 1846 году и долгое время оставалась единственной в своем роде.

В этот период крупная английская буржуазия, для гарантии конкурентоспособности ее товаров на мировом рынке наряду с работающими в промышленности химиками, остро нуждалась также и в физиках. Это обстоятельство помогло Максвеллу устранить препятствия. Ему пригодились его большой организаторский талант и дипломатическая тонкость в политических вопросах, касающихся науки. Кроме того, ученый создал на свои средства и передал лаборатории многие дорогостоящие научные приборы. После его смерти в собственность института перешла и его ценная коллекция книг.

Вступительную лекцию в качестве кавендишского профессора экспериментальной физики Максвелл читал перед несколькими студентами. Он начертал в ней колоссальную программу фундаментальной перестройки преподавания физики в английской высшей школе. Он развивал мысль о том, что применявшиеся методы препятствуют дальнейшему прогрессу в изучении и преподавании физики. "Привычные принадлежности - перо, чернила и бумага - не будут достаточны, - говорил он, - и нам потребуется большее пространство, чем пространство кафедры, и большая площадь, чем поверхность доски". Это была резкая отповедь "меловой" физике, которая тогда еще господствовала в консервативных английских университетах.

Учебную лабораторию Максвелл рассматривал как "школу научной критики" и ставил перед ней задачу - стимулировать развитие учения о методах физики. Исследовательская работа должна как можно шире осуществляться коллективными усилиями. Максвелл апеллировал к модели совместного исследования, созданной Гумбольдтом, Гауссом и Вебером с целью охватить весь мир рекогносцировкой земного магнетизма. В этой первой в истории науки коллективной работе он видел основную форму и зародыш будущих естественнонаучных методов исследования.

Тогда это было лишь далекой целью. Только десятилетия спустя могла быть осуществлена планомерная совместная работа естествоиспытателей, которая сегодня является предпосылкой научно-технического прогресса. Сам Максвелл еще был гениальным исследователем-одиночкой, как до него Фарадей и после него другие известные ученые, среди них Герц, Рентген" Планк и Эйнштейн.

Кавендишская лаборатория положила в Англии начало традиции исследований в области экспериментальной физики. Это имело большое значение для дальнейшего развития международной экспериментальной физики, и особенно для подготовки атомного века. После Максвелла ею руководили такие исследователи, как Рэлей, Дж.Дж. Томсон и Резерфорд, укрепившие и умножившие ее славу. Многие физики-атомщики в молодые годы совершенствовали в Кавендишской лаборатории свое образование, в их числе Макс Борн, Нильс Бор, П.Л. Капица.

За время своей профессуры в Кембридже Максвелл опубликовал немало значительных работ. В 1871 году появилась "Теория теплоты", в 1873 году вышел фундаментальный двухтомный учебник - "Трактат по электричеству и магнетизму". В этом труде Максвелл собрал и обобщил результаты своих исследований электромагнетизма. В маленькой работе "Субстанция и движение" (1876), которая была задумана как введение в изучение физической науки, он в простейшей форме, не прибегая к высшей математике, сообщает читателю основы классической физики.

Примечательно, что в этой книге механистическая картина природы излагается без каких-либо критических оговорок. Это подтверждает мнение Эйнштейна о том, что Максвелл, который, создавая труды по физике, на протяжении всей своей жизни помогал подрывать веру в механистическую картину природы, сознательно считал ньютоновскую механику основой всей физики.

Начиная с 1875 года Максвелл много времени и сил потратил на расшифровку и издание оставшихся рукописей Генри Кавендиша. Работам по теории электричества он уделял при этом особое внимание.

Благодаря его склонности к занятиям историей естествознания по крайней мере часть научного архива великого английского естествоиспытателя второй половины XVIII века, который сам опубликовал лишь немногое, стала достоянием потомства.

Людвиг Бюхнер в своей книге "Сила и материя", которая в 50-е годы неоднократно переиздавалась и была переведена на многие языки, привел латинскую пословицу, которая утверждает, что среди трех естествоиспытателей и врачей двое всегда атеисты ("Tres physici - duo athei"). В том же духе Эрнст Мах писал в 1883 году в своей "Механике": "Если, войдя, мы слышим, как общество толкует о каком-то истинно набожном человеке, имя которого мы не расслышали, то мы будем думать о тайном советнике X или о господине фон Y, но едва ли когда-либо укажем на способного естествоиспытателя".

Максвелл был, очевидно, здесь в числе исключений, подтверждающих правило. Подобно Фарадею, который всю жизнь свято верил в библию и был активным проповедником, подобно Роберту Майеру, который закончил свой доклад на Инсбрукском съезде естествоиспытателей в 1869 году, к удивлению большинства участников, открытым признанием христианской религии, Максвелл тоже был "способным естествоиспытателем" и одновременно "истинно набожным человеком".

Из документов и сообщений следует, что он читал в своем шотландском поместье теологические сочинения и руководил религиозными обрядами в кругу семьи. Его письма к жене полны богобоязненных рассуждений. Многое здесь покоилось просто на традиции. Однако если Максвелл в 1873 году в докладе по вопросам молекулярной физики выступил против эволюционной теории Дарвина и утверждал, что материя не может существовать сама по себе, но должна быть сотворена, то этим он ясно показал, как далек он по своим воззрениям от таких естествоиспытателей-атеистов, как Бюхнер, Мах или Геккель. Но эти религиозные убеждения, которые в несколько иной форме можно найти и у его великого почитателя Больцмана, не повлияли на его исследовательский труд.

Подобно Больцману и большинству естествоиспытателей XIX века, Максвелл был естественнонаучным материалистом. В основе всех его работ лежит "реалистическое" восприятие природы: внешний мир существует независимо от человеческого сознания и может быть исследован в своих предметных отношениях. В отличие от Фарадея, который скептически относился к теории атома и искал способ обойтись без помощи представления об атоме, Максвелл был открытым сторонником атомизма. Одним из первых он предположил, что созданный Бунзеном и Кирхгофом спектральный анализ поможет сделать более точное заключение о внутреннем строении атома - предсказание, оказавшееся верным.

Общественные воззрения Максвелла можно себе представить, если учесть его классовое происхождение и традиции, в которых он был воспитан. Биограф Максвелла Кроутер называет социально-политические взгляды великого физика устаревшими. Классовые пристрастия шотландского помещика постоянно давали о себе знать во взглядах Максвелла. В его сознании прочно укоренилась библейская догма, согласно которой бедность и богатство угодны богу, а господа и рабы будут существовать вечно.

Однако Максвеллу с юных лет было свойственно живое расположение к трудящимся и угнетенным, к промышленным рабочим, к мелким ремесленникам и служащим.

Будучи профессором в Абердине, Лондоне и Кембридже, он часто читал научно-популярные доклады перед пролетарской и полупролетарской аудиторией. В одном из писем он отмечал, что рабочие гораздо сильнее жаждут образования и нередко следуют за ходом его мысли с большей готовностью, чем многие студенты. Наряду с этим популяризаторская деятельность Максвелла была непосредственно связана с попытками смягчить тяжесть капиталистической эксплуатации. Так, начинающий физик сообщал отцу из Кембриджа, что он и его друзья организовали школу для рабочих и успешно выступают "за Солее раннее окончание работы" и против практики бесплатных сверхурочных часов.

Все эти устремления у такого человека, как Максвелл, очевидно, находились в согласии с христианской любовью к ближнему и с обычаем помогать страждущим и несчастным. Но они являются также выражением того чувства социальной ответственности и гуманистического долга за пределами религиозной сферы, которое мы встречаем у многих крупных буржуазных естествоиспытателей последнего столетия, в наибольшей степени, вероятно, у Альберта Эйнштейна.

Максвелл был далек от революционной классовой борьбы и марксистского учения о рабочем движении, которое в 60-е годы именно из Англии - под личным руководством Маркса и Энгельса и благодаря деятельности I Интернационала начало бурно распространяться во всем мире.

Жизнь этого необычайно плодотворного исследователя, объединившего в себе гениального теоретика и изобретательного экспериментатора, оборвалась неожиданно быстро. Ученый не придавал значения небольшому расстройству пищеварения, приведшему к серьезному заболеванию, от которого он скончался 5 ноября 1879 года на 49-м году жизни.

Планк говорил о том, что имя Максвелла "блещет на вратах классической физики". Максвелл действительно был блистательным явлением среди физиков нового времени. Своими научными трудами, особенно великолепной системой формул электродинамики, он заложил важнейшие основы физики атомного века.

Его теория электричества и света настолько опередила свое время и была так законченна, что полвека спустя Эйнштейн мог почти без изменений включить ее в свою теорию относительности.

Подобных примеров в мировой истории науки немного.

Генрих Герц

Доказательство существования электрических волн

Максвелл не проверил правильности своих теорий электромагнетизма и света опытным путем. Его учением восторгались как великолепным произведением математического искусства, часто восхищались им также лишь как блистательной игрой формул и остроумным курьезом. Большинство физиков сомневались в том, что эта теория отражает истинное положение вещей. О ее всеобщем признании при жизни Максвелла не могло быть и речи, особенно в Англии.

В Германии, по словам Планка, теория Максвелла "вряд ли принималась во внимание". Ее основные положения слишком противоречили привычным воззрениям и не были подкреплены опытными результатами.

Подобно системе мира Коперника до астрономических наблюдений Галилея и геометрическо-кинематических уточнений, сделанных в ней Келлером, благодаря двум его первым законам, теория Максвелла также вначале воспринималась лишь как новая и смелая гипотеза, которая казалась вполне вероятной и в пользу которой говорило многое. Но обладали ли в действительности электрические волны свойствами, которые предсказывал Максвелл, - этого никто не мог сказать с достоверностью.

Заслуга доказательства действительного существования электрических волн, предсказанных Максвеллом математическим путем, принадлежит Генриху Герцу. Его классические опыты, проведенные в Карлсруэ в 1886...1888 годах, доказали, что максвелловская теория электромагнетизма является отображением действительности. Этим он способствовал ее победе.

Немаловажно при этом, что эксперименты Герца производились простыми средствами - их можно было повторить и проверить в любом физическом институте. Скептики могли убедиться собственноручно.

Но Герц достиг большего, чем простое доказательство правильности учения Максвелла. Он освободил эту теорию, которая в первоначальном виде была еще неясной и трудной для понимания, от всего второстепенного, что поначалу служило для облегчения представлений и расчетов, и придал ей законченный математический облик. Борн справедливо говорил о "новом обосновании" Герцем максвелловской теории электромагнитного поля.

Кроме успешного подтверждения и теоретического завершения максвелловской теории, Герц создал ценные труды и в других областях физики. Выводы из них имели большое значение для будущего этой науки.

В речи, посвященной памяти Герца, Планк назвал гениального, слишком рано умершего исследователя "одним из вождей нашей науки, гордостью и надеждой нации"; его жизненный путь соответствовал "простоте и прямоте его поведения".

Генрих Герц происходил из среды состоятельного немецкого бюргерства. Он был старшим сыном гамбургского адвоката, который позднее стал сенатором и руководил управлением юстиции ганзейского города. Он родился в Гамбурге 22 февраля 1857 года. Таким образом, Герц был почти ровесником Планка; однако он умер на полстолетия раньше Планка, и нам сегодня кажется, что он принадлежал к старшему поколению физиков.

Вначале Генрих Герц посещал частную школу. Наряду с умственными способностями очень рано стали очевидны его сноровка и склонность к практическим занятиям техникой. В свободное время он по собственному желанию брал уроки у столяра, изучил на профессиональном уровне также токарное дело. Будучи уже начинающим ученым и живя в Берлине, он неоднократно справлялся в письмах о своем токарном станке, полученном от родителей.

Мальчик оказался необычайно смышленым в добровольном изучении ремесел. Его мать вспоминала, что мастер, у которого Генрих изучал токарное дело, в ответ на ее сообщение о том, что его бывший ученик теперь стал профессором, воскликнул, совершенно расстроенный: "Ах, как жаль, какой бы это был токарь!"

В городской школе Герц считался одним из лучших в классе. Его блестящая одаренность соединялась с ярко выраженным чувством долга. Все учебные предметы привлекали его одинаково сильно. Математикой и естественными науками занимался он так же охотно и успешно, как древними и новыми языками. Эпос Гомера, диалоги Платона, стихи Данте на языке подлинника сопровождали его всю жизнь.

Наряду с итальянским, французским и английским Герц занимался и такими языками, которые не относились к числу обязательных предметов. Его успехи в арабском были столь удивительны, что учитель настоятельно рекомендовал отцу, чтобы тот непременно направил Генриха изучать ориенталистику: ученик с такими выдающимися способностями к арабским языкам ему еще не встречался.