Всё страньше и страньше. Как теория относительности, рок-н-ролл и научная фантастика определили XX век - Джон Хиггс
На заре нового века ученые были полны уверенности. Они располагали стройной системой знаний, которую не поколеблют никакие дополнения и уточнения. Как, по легенде, заметил в лекции 1900 года лорд Кельвин: «В физике больше нельзя открыть ничего нового. Дальше просто будет расти точность измерений». Это был довольно распространенный взгляд. «Все самые важные фундаментальные законы и факты физического мира уже открыты, – писал в 1903 году немецко-американский физик Альберт Майкельсон, – и они сегодня столь прочно установлены, что вероятность их отмены вследствие каких-то новых открытий выглядит абсолютно эфемерной». Говорят, астроном Саймон Ньюком объявил в 1888 году, что человечество, «вероятно, приблизилось к пределу того, что можно узнать в астрономии».
Один из преподавателей великого немецкого физика Макса Планка, носивший прекрасное имя Филипп Жолли[9], советовал ему бросить физику, потому что «почти всё уже открыто и остается только заполнить несколько малозначительных пробелов». Планк ответил, что не стремится открывать новое, а хочет лучше понять основы своей науки. Возможно, он не слышал старой поговорки о том, что рассмешить Бога можно, рассказав ему о своих планах, и стал в итоге родоначальником квантовой физики.
Конечно, каких-то открытий ученые все-таки ожидали. Работы Максвелла в области электромагнетизма наталкивали на мысль, что на обоих концах спектра электромагнитного излучения должны обнаружиться новые формы энергии, но эти энергии, как предполагалось, будут подчиняться уже известным формулам. Периодическая таблица Менделеева подсказывала, что где-то в природе должны быть новые формы материи, которые надо найти и назвать, но она же предполагала, что эти новые вещества точно встанут в ее ячейки и будут подчиняться общему порядку. И микробная теория Пастера, и дарвиновская теория эволюции указывали на существование еще не известных форм жизни, но были готовы классифицировать их, когда те будут обнаружены. Иными словами, считалось, что предстоящие научные открытия будут значительны, но не удивительны. И научное знание в XX веке останется таким же, как в XIX, только увеличится в объеме.
Между 1895 и 1901 годами Герберт Уэллс написал несколько книг, в том числе «Машину времени», «Войну миров», «Человека-невидимку» и «Первых людей на Луне». Так он заложил основы научной фантастики, нового жанра размышлений о будущих технологиях, который придется по сердцу XX столетию. В 1901 году Уэллс написал «Прозрения: Опыт пророчества» – серию статей, в которых он попытался предсказать ближайшее будущее и закрепить за собой репутацию главного футуролога своего времени. Взирая на эти статьи из нашего времени и закрывая глаза на откровенный расизм некоторых фрагментов, мы видим, что Уэллс оказался весьма успешным прогнозистом. Он предсказал механические летательные аппараты и сражения в воздухе. Он предвидел машины и поезда, ежедневно перемещающие людей, заселивших пригороды. Предрек фашистские диктатуры, мировую войну около 1940 года и Европейский союз. Он даже предвидел сексуальное раскрепощение мужчин и женщин – этот прогноз он сам старательно подтверждал, постоянно вступая во внебрачные связи.
Но кое-чего Уэллс просто не мог предвидеть: относительность, ядерное оружие, квантовую механику, микросхемы, черные дыры, постмодернизм и многое другое. Не столько непредвиденные, сколько непредвидимые в принципе. Предсказания писателя во многом сходились с ожиданиями ученых: он тоже отталкивался от уже известных фактов. Вселенная же, по словам, которые приписывают английскому астрофизику сэру Артуру Эддингтону, оказалась не просто «страннее, чем мы себе представляем, она страннее, чем мы можем представить»[10].
Этим непредвидимым открытиям предстояло случиться не в Гринвиче и не в Британии, где аристократов вполне устраивала существующая картина мира. И не в Соединенных Штатах – по крайней мере, начались они не там, хотя открытие примерно в то же время залежей нефти в Техасе оказало мощное воздействие на мировую историю. На заре XX века настоящие революционные идеи зарождались в кафе, университетах и журналах Германии и немецкоговорящих Швейцарии и Австрии.
Если бы нам пришлось выбрать один город как место рождения XX века, первым кандидатом стал бы Цюрих – старинный городок на берегах реки Лиммат, на северных склонах швейцарских Альп. В 1900 году Цюрих процветал: улицы, обсаженные деревьями, здания, одновременно изящные и величественные. Именно тут, в цюрихском Политехникуме, двадцатиоднолетний Альберт Эйнштейн и его подруга Милева Марич стали худшими студентами своего курса.
Начало пути Эйнштейна не сулило ему блестящего будущего. Он был вольнодумцем и бунтарем, который успел отказаться как от своего иудейского вероисповедания, так и от германского гражданства. Шестью месяцами раньше, в июле 1899 года, во время неудачного физического опыта Альберту повредило взрывом правую руку, и ему пришлось на время оставить любимую скрипку. Его вольнолюбивый характер приводил к конфликтам с академическим начальством и не позволил занять ученую должность, когда он наконец получил диплом. Вряд ли кто подумал бы, что научный мир когда-нибудь заметит этого молодого бузотера и упрямца.
Биографы спорят о том, какую роль в ранних достижениях Эйнштейна сыграла Милева Марич, на которой он в 1903 году женился. Марич не относилась к тому типу женщин, который в начале XX века пользовался одобрением общества. Она стала одной из первых в Европе студенток, изучавших математику и физику. Немало толков вызывало ее славянское происхождение и ее хромота. Эйнштейн, однако, чихать хотел на глупые предрассудки своего века. В Милеве он чувствовал неистовство, увлекавшее его. Как свидетельствуют многочисленные письма Эйнштейна, Марич была его «ведьмочкой» и его «сорванцом-дикаркой»; по крайней мере, несколько лет этим двоим не нужен был никто другой.
Марич верила в Эйнштейна. Гению ученого, как дару художника, порой нужна муза. Чтобы лишь помыслить о том, что предстояло совершить Эйнштейну, нужна редкая даже для юности самоуверенность. С любовью Милевы, что поддерживала его веру в себя, и с интеллектуальной свободой, которой он не знал бы, если бы остался работать в академической среде, Альберт Эйнштейн перевернул наше понимание Вселенной.
«Так чем ты занимаешься, – писал Эйнштейн своему другу Конраду Хабихту в мае 1905 года, – мороженый ты кит, копченая ты душа? Между нами повисло такое гробовое молчание, что я уж стал подозревать, не сболтнул ли в пустом трепе какого кощунства…»
Далее в «пустом трепе» Эйнштейн между делом упомянул четыре научные статьи, над которыми работал. Любая из них могла бы составить основу блестящей научной карьеры. Почти невероятно, что Эйнштейн завершил все четыре в столь короткое время. Историки физики привыкли говорить о 1905 годе как о «чудесном годе Эйнштейна». А
