Анна Ливанова - Физики о физиках

Вот четыре примера — пожалуй, самых ярких, самых главных в истории науки и потому уже давно ставших классическими.

Открытие Коперника — создание им гелиоцентрической картины мира, в которой Земле отведена скромная роль одной из планет, обращающихся вокруг Солнца. Нет нужды повторять, как был воспринят такой переворот в господствующих представлениях, это всем хорошо известно. Может, только стоит посмотреть или перечитать «Жизнь Галилея» Брехта, чтобы почувствовать, насколько актуальны, как волнуют, как близки эти события, пусть они отодвинуты историей на несколько веков назад.

Открытие Лобачевским неэвклидовой геометрии. Казалось, такая уж сверхабстракция — сходятся или не сходятся параллельные линии и чему равна сумма углов треугольника… Гаусс, «король математики», пришедший к тем же идеям, что и Лобачевский, всю свою жизнь не решается высказать их публично, опасаясь, по его собственному признанию, «крика беотийцев» и «ос, которые поднимутся над головой» того, кто разрушает привычные устои. Гаусс не ошибся в прогнозах. Остроградский, один из крупнейших математиков России, современник Лобачевского, пишет пренебрежительно-издевательский отзыв о «Воображаемой геометрии» Лобачевского, а вдохновленные им «российские осы» из опекаемого Третьим отделением булгаринского «Сына отечества» помещают уже на сто процентов издевательский и злобный пасквиль.

Открытие Эйнштейном специальной теории относительности. Конечно, уже не те времена, не та эпоха. Не было преследований, не было обструкций, не было пасквилей. Но как трудно новые представления и парадоксальные постулаты теории относительности входили в голову даже серьезных, думающих физиков! Прошло еще несколько десятков лет, а для многих ученых идеи Эйнштейна были по-прежнему неорганичны. А ныне теория относительности читается уже не только в университетах, но и в Физико-техническом институте, и в Инженерно-физическом, и в МЭИ. Она уже давно перестала быть экзотикой, а стала такой же нормально воспринимаемой научной дисциплиной, как, к примеру, теоретическая механика.

Возвращаясь опять к первым десятилетиям века, надо назвать и общую теорию относительности, которую, как тогда говорили, помимо автора ее, понимали еще лишь два-три человека. И знаменитую, простую и привычную теперь формулу Эйнштейна E = mc 2. Сколько шума и протестов вызвала она в свое время! Сколько обвинений! Сколько нареканий в противоречии основным законам природы — закону сохранения энергии прежде всего!

И наконец, открытие квантовой физики. Здесь уже сам Эйнштейн, один из авторов теории квантов, казалось бы, революционер из революционеров, до конца жизни не мог принять самую, пожалуй, главную идею квантовой физики — вероятностное истолкование процессов в микромире, или, как он считал, нарушение закона причинности. Его полуироническая фраза: «Я не могу поверить, что бог играет со вселенной в кости», не раз повторялась им, выражая глубокое смятение ученого перед крушением, как он был убежден, самых главных и незыблемых основ физики. А он не мог перестать верить, все-таки продолжал верить в их незыблемость.

Открытие обширного класса нелинейных колебаний не затрагивало глубоких философских вопросов. Поэтому оно и не порождало таких глубоко драматических ситуаций и конфликтов — внешних и внутренних. Вновь возникшая ветвь физики была в стороне от главных идейных битв, вне центров кипения страстей. Но это была настоящая и притом крайне важная наука. Кроме того, круг людей, которые ею занимались, становился все более широким, и все больше росла область ее применения. Потому-то к ней и надо было отыскать настоящий научный подход.

Такой подход, по необходимости, имеет две стороны — идейную и, так сказать, рабочую.

Идейная сторона и заключалась в выработке и распространении колебательного нелинейного мышления, нелинейной культуры.

А если говорить проще — она заключалась в той перестройке сознания физиков, которая позволяла им органически, естественно, без всяких затруднений и внутреннего принуждения рассматривать нелинейные задачи и нелинейные колебательные системы именно как нелинейные, а не как «почти линейные», «вроде линейные», «близкие к линейным» или, говоря по-научному, не как квазилинейные.

В те годы большинство физиков и особенно радиотехников стремилось, по словам Андронова, как бы «не замечать» нелинейности; они как раз и рассматривали системы как линейные и лишь потом вносили «поправки», которые, по их мысли, должны были в какой-то степени скомпенсировать неправильность подхода. На таком же «полулинейном» языке писались и иные серьезные курсы по радиотехнике, а значит, этот неправильный способ мышления прививали одному поколению ученых за другим.

Конечно, отдельные результаты, и притом важные, можно получить и при «почти линейном» рассмотрении задач. Тем более что есть классы систем, действительно довольно близких к линейным. Но при таком подходе, во-первых, не только возможны, но иногда и неизбежны ошибки, а во-вторых, и это, может быть, главное, физик, как выразился Андронов, «не способен идти впереди эксперимента, предсказывать качественно новые явления».

Мандельштам особенно остро чувствовал, вероятно больше, чем кто бы то ни было другой, как мешает успешному продвижению вперед «линейная психология», насколько необходимо иметь руководящие теоретические нелинейные концепции, которые позволяли бы физикам ориентироваться в сложных и разнообразных уже известных явлениях и помогли бы им находить и предсказывать новые явления. Он так и говорил:

«Мы находимся уже довольно долго в положении, когда с введением нелинейных систем, сильно отличающихся от линейных, мы должны отказаться от большинства руководящих концепций». И еще: «Я считаю, что в колебательных вопросах, в теории колебаний современное положение в смысле теоретическом довольно остро».

Эта идейная сторона проблемы — создание нелинейных теорий, выработка нелинейного образа мышления, нелинейного подхода — была самым тесным и нерасторжимым образом связана с рабочей частью — с поисками и созданием инструмента, соответствующего изображаемым процессам. Наибольшая заслуга здесь принадлежит академику Андронову и его школе, хотя немалое число задач разрешили Мандельштам и Папалекси.

Давно стал ходячим афоризм, что всякая наука лишь в той степени наука, в какой она математика. Без помощи математики, без соответствующего теоретического аппарата физика существовать и развиваться не может. Но если глубже вникнуть в суть дела, то окажется, что отношения между этими двумя науками не столь уж просты и однозначны.