Манжит Кумар. Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности. М.: Corpus, 2013. Перевод с английского Инны Кагановой
Манжит Кумар — журналист, обладатель ученых степеней по физике и философии, основатель и редактор междисциплинарного научного журнала «Prometheus». Его книга «Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности» издана на пяти языках. Это одно из лучших научно-популярных введений в квантовую вселенную на русском языке для неподготовленного читателя.
Книга сплетена из трех сюжетных линий: а) биографий первооткрывателей квантовой физики, от Макса Планка до Джона Белла; б) описания их научных открытий; в) разъяснения значений этих открытий для физики и вообще для науки. Отличный бонус — богатство первоисточников: фрагментов из писем, дневников и мемуаров великих физиков двадцатого столетия. Повествование выстроено строго хронологически: читатель как бы в реальном времени вместе с Планком, Эйнштейном и Бором прослеживает стремительное развитие квантовой физики на протяжении столетия. Поле действия — от Европы до США, от Геттингена до Принстона. Саспенс — угасание ньютоновской физики и утверждение новой, квантовой. Отсюда и главные герои — лагерь Нильса Бора, отстаивающий реальность кванта (или «Копенгагенской интерпретации»), и лагерь Альберта Эйнштейна, не согласный с ним.
Главное достоинство книги Кумара заключается в том, что она проливает свет на предмет дискуссий ведущих физиков ХХ века. Квантовую революцию приняли отнюдь не все. Многих ученых по сей день смущает отсутствие в ней ясной модели Вселенной, как в классической ньютоновской механике. Одним из немногих ученых, осмелившихся вступить в интеллектуальную дискуссию с энтузиастами квантовой физики, был Эйнштейн. Почти полвека продолжался его спор с Бором. Эйнштейна не устраивало, что в самом сердце квантового атома хозяйничают случай и вероятность. «Если это так, — говорил он, — уж лучше я буду сапожником или крупье в казино, но не физиком». Эйнштейн надеялся реабилитировать принцип причинности и часто повторял знаменитую фразу: «Бог не играет в кости». А Бор скромно возражал ему: «Не нам указывать Господу, как управлять миром». По мнению Бора, неопределенность, неприемлемая для Эйнштейна, — это цена, которую физики ХХ века заплатили за открытие кванта и дальнейшее развитие науки.
Finn Aaserud. Redirecting Science: Niels Bohr, Philanthropy, and the Rise of Nuclear Physics. Cambridge University Press, 1990
Финн Аасеруд, автор этой монографии, работает директором архива Нильса Бора и время от времени публикует новые монографии, основанные на документальных материалах, отражающих личную и общественную жизнь Нильса Бора. Одна из самых известных его работ, «Научный поворот. Нильс Бор, благотворительность и расцвет ядерной физики», написана на стыке социологии, философии и истории науки и посвящена исследованию сложных взаимосвязей между развитием ядерной физики в Институте теоретической физики Копенгагенского университета, возглавляемом Бором, и источниками его финансирования.
В период между двумя мировыми войнами на помощь квантовой физике пришла частная благотворительность. Главным магнитом для крупных пожертвований из Фонда Рокфеллеров стал Институт теоретической физики, позднее переименованный в Институт Нильса Бора. Благодаря Бору под его крышей в 1920-е годы встречались лучшие физики эпохи: Вольфган Паули, Вернер Гейзенберг, Эрвин Шрёдингер и другие. В столице Дании тогда царила особая интеллектуальная атмосфера, которую Гейзенберг называл «копенгагенским духом»: широкий подход к теоретическим проблемам и исследовательская свобода. Так, Бор часто устраивал коллективные просмотры вестернов (он был их большим поклонником), после чего, взяв в качестве примера финальные дуэли главных героев, обсуждал с остальными природу кванта, абсолютный случай и свободу воли. А немецкий физик-экспериментатор Отто Роберт Фриш вспоминал, как во время одного из коллоквиумов Лев Ландау, лежа спиной на столе, оживленно дискутировал с Нильсом Бором. Это была нормальная картина для физиков в Копенгагене. Она не мешала им ни при создании «Копенгагенской интерпретации» в 1927 году, ни при совершении важного теоретического поворота от квантовой механики к ядерной физике в середине 1930-х. Во второй половине 1930-х Бор уже руководил установкой нового и дорогостоящего оборудования, необходимого для ядерных исследований; он же, кстати, занимался поиском денег на их закупку и тестирование. Позже, в 1940-е годы, достижения Института теоретической физики в исследованиях атомного ядра послужили научной основой для создания атомной бомбы.
Что именно подтолкнуло ученых совершить внезапный теоретический и экспериментальный поворот к ядерной физике? Где Нильс Бор находил финансирование, необходимое для новой области исследований? Двигало ли им политическое решение приступить к изучению ядерной физики или же интерес к ней был мотивирован иными, не политическими факторами? Автор проводит читателя через вереницу мелких, детальных вопросов, чтобы в итоге ответить на самый главный из них: имелась ли прочная причинная связь между стремительным развитием ядерной физики, ростом поступлений частных пожертвований Институту теоретической физики и политическими факторами накануне Второй мировой войны?
Вернер Гейзенберг. Шаги за горизонт. М.: Прогресс, 1987. Перевод с немецкого Анатолия Ахутина, Владимира Бибихина и Николая Овчинникова
Создание квантовой механики нельзя приписать какому-то отдельному физику, даже «золотому датчанину» Нильсу Бору. Квантовая механика была скорее плодом коллективного ума, достижением всех лучших физиков первой четверти двадцатого столетия. Но среди учеников Бора нельзя не отметить одного его ассистента, молодого «крестьянского парня, с короткими, светлыми волосами», создавшего первую логически согласованную квантовую теорию, матричную механику, — Вернера Гейзенберга.
Дело не только в выдающихся научных способностях Гейзенберга. Помимо этого он обладал редким публицистическим даром и написал несколько философских статей: о современном научном миропонимании, о роли языка в современной физике, о соотношении картины природы Гёте и научно-технического мира, о значении красоты в точных науках. Гейзенберг также оставил несколько прекрасных воспоминаний о своей эпохе: о встречах с Эйнштейном, о знаменитом «фестивале Бора» летом 1922 года в Геттингене, вообще об интеллектуальной атмосфере Европы в первые десятилетия века. Конечно, он не обошел стороной и причины, подтолкнувшие его возглавить германскую национальную ядерную программу, «результатом» которой стало несоздание атомной бомбы. Эти и другие работы вошли в сборник «Шаги за горизонт». Закрывает же его небольшое письмо Гейзенберга другому великому соотечественнику, оставившему морально неоднозначный след в истории, — Мартину Хайдеггеру. Гейзенберг поздравляет философа с восьмидесятилетием, делится впечатлениями от его прочитанных работ — и, куда без этого, вступает в скромный диалог насчет нового естествознания.
Кстати, большинство переводов статей из сборника принадлежат двум известным отечественным философам: Анатолию Ахутину и Владимиру Бибихину.
Ray Monk. Inside the Centre: the Life of J. Robert Oppenheimer. Jonathan Cape, 2012
16 июля 1945 года один из бывших стажеров Нильса Бора сделал то, что не удалось Гейзенбергу, — создал первую атомную бомбу и успешно провел ее испытание. При лицезрении атомного взрыва этот человек вспомнил строки из Бхагавадгиты: «Теперь я стал Смертью, разрушителем миров». Речь идет о Роберте Оппенгеймере.
Рэй Монк — известный философ, а также биограф Бертрана Рассела и Людвига Витгенштейна — в своей книге «В центре. Жизнь Роберта Оппенгеймера» описал захватывающую историю жизни талантливого и удачливого, но, увы, морально близорукого ученого. Гарвард, членство в компартии, стажировка в Геттингенском университете, знакомство с Бором, борьба за кураторство «Манхэттенским проектом», скандальное управление Лос-Аламосской лабораторией, женитьба на коммунистке, обвинения в шпионаже, любовь к поэзии Джона Донна, бомбардировка Японии, фаустианская слава, тотальная слежка ФБР и публичная травля — наверное, ни одному другому физику ХХ века не выпала столь запутанная судьба. Только последние годы его жизни прошли в покое. Благодаря заступничеству академического сообщества профессиональная репутация Оппенгеймера была восстановлена, и он тихо колесил по миру с лекциями.
Там, где не хватает биографических подробностей, Монк погружает читателя в этические проблемы научного знания середины ХХ века. Самая важная касалась практического применения главного продукта квантовой революции — ядерного оружия. В этом вопросе Оппенгеймер попал под интеллектуальное влияние Нильса Бора. Именно Бор обосновал основной философский аргумент, к которому прибегал Оппенгеймер в дискуссиях о допустимости применения научных открытий в военных целях: «Бомба — настолько мощное оружие, что она имеет шанс стать лучшим, что когда-либо случалось с человечеством, поскольку положит конец самой войне. Но сделает она это, если ее устрашающая мощь будет всем очевидна. А это, в свою очередь, может совершиться только в случае, если ее действительно испытают». Оппенгеймер, как и многие физики ХХ столетия, осознавал научную ценность создания ядерного оружия, но саму бомбу и возможные последствия ее применения не воспринимал всерьез. В споре с физиком Лео Силардом (одним из противников любого применения ядерного оружия) он так и сказал: «Атомная бомба — это дерьмо».
В мае 1945-го Оппенгеймер высказал военно-политическим кругам в Вашингтоне другую боровскую идею — о необходимости свободного обмена научными знаниями между учеными (в том числе советскими) ради прогресса и мирного сосуществования. Ее, естественно, отвергли, а к мнению Оппенгеймера окончательно перестали прислушиваться. Через три месяца, 6 и 9 августа 1945 года, американские ВВС сбросили на Японию две атомные бомбы, хотя, по мнению многих, военной нужды в бомбардировке Японии уже не было, а успешное испытание ядерного оружия к тому времени уже состоялось. Как показывает Монк, этические воззрения физиков были отброшены в сторону по очень приземленной причине: на «Манхэттенский проект» были потрачены слишком большие деньги, и Вашингтону хотелось получить конкретный результат.
Николя Жизан. Квантовая случайность. Нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса. М.: Альпина нон-фикшн, 2016. Перевод с английского Ксении Ефимовой
После Второй мировой войны наука потеряла свою невинность. Настала эпоха big science, когда естественно-научные дисциплины превратились в крупномасштабный двигатель мирового прогресса. Одним из крупнейших физиков, участвующих в этой работе, является швейцарец Николя Жизан — профессор Женевского университета и специалист в области квантовой информации и коммуникации. В академическом мире Жизан известен в первую очередь как прикладной физик и входит в число тех немногочисленных ученых, которые успешно реализуют научные открытия в области коммерции. Жизан является соучредителем корпорации «IDQuantique», одного из лидеров в области квантовых информационно-коммуникационных технологий.
Книга Жизана посвящена ключевым открытиям в сфере квантовой физики последнего десятилетия ХХ века: неравенству Белла, нелокальности, квантовой телепортации. По мнению автора, эти открытия можно смело именовать второй квантовой революцией, поскольку они позволили выдвинуть новые аргументы для разрешения спора между Бором и Эйнштейном о толковании квантовой реальности. А их успешное прикладное применение дарит надежду, что в будущем человечество снова обретет цельную модель Вселенной.
Центральной концепцией второй квантовой революции, по мнению Жизана, является нелокальная корреляция. Эта идея, возникшая из исследований Джона Белла, близка к идее истинной случайности, то есть к представлению о принципиальной непредсказуемости событий. Детальному теоретическому объяснению этой идеи посвящена вторая глава в книге, насчет которой Жизан осторожно замечает, что неподготовленному читателю она может показаться трудной для понимания. Однако, как и положено в подобных научно-популярных книгах, от теоретических пассажей он переходит к описанию конкретных достижений современного мира: например, вся девятая глава посвящена устройству криптографии и генератора случайных чисел. И так, подкрепляя теорию абстрактными играми или реальными примерами, Жизан рисует для читателя картину нелокальной природы Вселенной.