Пол Хэлперн - Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания

Вскоре после этого еще одна пресс-группа, Overseas News Agency, действуя независимо от остальных, выслала Эйнштейну статью Шрёдингера. Управляющий директор агентства Иаков Ландау, продолжая сыпать соль на раны, также просил его высказать мнение о «достоинствах формулы и ее последствиях» {188} 188 Jacob Landau to Albert Einstein, February 18,1947, Albert Einstein Duplicate Archive, 22–149. .

Судя по ответу, Эйнштейн пришел в ярость. С помощью Штрауса он написал собственное заявление для прессы. Хотя начинается оно в нейтральном и научном тоне, к концу тон становится язвительным и колким. Эйнштейн писал: «Основания теоретической физики к настоящему времени не определены. Мы стремимся найти в первую очередь удобные (логически простые) основания теоретической физики. Обычный человек, естественно, склонен рассматривать ход развития науки таким образом, что основания получаются из опыта путем последовательного обобщения фактов (абстракции). Однако это не тот случай».

После объяснения, почему теория Шрёдингера представляет собой просто математическое упражнение (причем не самое удачное), а не реальный физический результат, Эйнштейн в завершение обрушился с критикой на журналистов: «Такие коммюнике, облеченные в форму сенсации, вводят широкую публику в заблуждение относительно характера научных исследований. У читателей складывается впечатление, что каждые пять минут в науке происходит революция, что-то вроде переворотов в маленьких нестабильных республиках. В действительности же в теоретической науке идет процесс постепенного развития, в который своим неустанным трудом вносят вклад лучшие умы каждого последующего поколения ученых. Вот так медленно рождается более глубокое понимание законов природы. И следует отдать должное такому характеру научной работы» {189} 189 Albert Einstein, “Statement to the Press,” February 1947, Albert Einstein Duplicate Archive, 22–146. .

Комментарий Эйнштейна по поводу действий прессы был вполне обоснован. Однако и ему самому можно бросить упрек в отношении его реакции на репортажи о его собственных попытках создания единой теории поля, которые во многих случаях преподносились как уже совершенный прорыв, а не как находящиеся в стадии разработки исследования. Например, когда газеты в 1929 году устроили шумиху вокруг его теории телепараллелизма, он, вместо того чтобы отказаться от всех спекуляций, выступил с публичными заявлениями о ее важности.

После того как критичный ответ Эйнштейна появился в различных изданиях, таких как Pathfinder (вашингтонский журнал), а также в ирландской прессе, Шрёдингер опубликовал свой собственный пресс-релиз, в котором представил этот вопрос как проблему академической свободы: «Конечно, за профессором Эйнштейном должно быть последнее слово в споре о правах ученых свободно высказывать свое мнение и докладывать о своих результатах в его Академии» {190} 190 Erwin Schrödinger, цит. по “Schroedinger Replies to Einstein,” Irish Press, March 1, 1947,7. .

Как вспоминала Энни, обе стороны даже собирались обвинить друг друга в плагиате в судебном порядке. Когда об этом узнал Паули, он решил выступить посредником. Паули предупредил, что судебный иск может плохо сказаться на репутации обоих ученых. «Кроме того, — отметил он, — я действительно не понимаю, из-за чего весь сыр-бор. Эта теория еще недостаточно осмыслена. Если вы каким-либо образом свяжете ее с моим именем, то тогда у меня тоже появится повод подать на вас в суд» {191} 191 Peter Freund, A Passion for Discovery (Hackensack, NJ: World Scientific, 2007), S. .

Шрёдингер вскоре решил, что продолжать спор будет неразумно. Он и так уже серьезно конфликтовал с другом. Ситуация вышла из-под контроля. Он начал называть этот инцидент «пакостью Эйнштейна» (Einstein Schweinerei).

Хотя Шрёдингер и воздержался от продолжения дискуссии, писатель-сатирик Брайан О'Нолан решил вступиться за него. Под псевдонимом он написал разгромную колонку, в которой обвинил Эйнштейна в снобизме. «Вы знаете, мне совсем не понравилось то выступление, — прокомментировал он. — Прежде всего, обратите внимание на неприкрытую насмешку… Я, черт возьми, ведь обычный человек. А обыватели, естественно, склонны рассуждать о довольно глупых вещах, [таких как] золото, растущее на деревьях … Это просто оскорбление и ничего больше» {192} 192 Myles nagCopaleen [Brian O'Nolan], “Cruiskeen Lawn,” Irish Times, March 10, 1947, 4. .

Как и Шрёдингер, Эйнштейн не стал продолжать спор. Он не ответил на публикацию О'Нолана, о которой, вероятно, даже и не узнал. Тем не менее прошло еще три года, прежде чем он возобновил переписку со старым другом.

В 1948 году принстонский физик Джон Уилер, живший рядом с Эйнштейном и часто навешавший его, принес волнующее известие. Блестящий аспирант Уилера Ричард Фейнман разработал новый подход к квантовой механике, который назвал «суммой по историям» [16] В русскоязычной литературе фейнмановская сумма по историям обычно называется «интегралом по путям» или «интегралом по траекториям», а также просто «фейнмановским интегралом» или «фейнмановской суммой». — Примеч. ред. . Подход обобщал принцип наименьшего действия Гамильтона и описывал, как обмен фотонами между электронами и другими заряженными частицами порождает электромагнитное взаимодействие. В этом процессе фотон выступает в роли частицы-посредника — существование таких частиц требуется в калибровочной теории электромагнетизма Вейля. Фейнман показал, что, в отличие от классической механики, в которой частицы движутся по единственной траектории, при описании квантовых взаимодействий необходимо учитывать все возможные траектории с весом, зависящим от их вероятности, чтобы получить итоговый результат.

Понять разницу между классической механикой и фейнмановской суммой по историям поможет следующая аналогия. Представьте себе мальчика в ботинках, идущего домой из школы. Предположим, у него на выбор есть три различных маршрута: короткий путь по песчаной тропинке, более длинный путь по грязной дорожке и еще более длинный путь по гравийной. В классической механике он выберет наиболее эффективный маршрут и испачкает ботинки песком. А теперь сравните это с квантовой версией, в которой результатом будет сумма по всем возможным траекториям. В этом случае в конце пути на его ботинках будет не только много песка, но еще и грязь и немного гравия. Это как если бы он пошел всеми тремя маршрутами сразу, но каким-то образом «большая его часть» пошла бы коротким путем.

Одной из первоначальных проблем применения метода Фейнмана стало появление нежелательных бесконечных слагаемых. Впрочем, Фейнман и независимо от него физики Джулиан Швингер и Синъитиро Томонага разработали способ, называемый «перенормировкой», который позволял сокращать эти бесконечности. Перенормировка подразумевает группировку слагаемых таким образом, чтобы положительные и отрицательные слагаемые сокращались, а итоговая сумма была конечной.