Александр Унцикер - Особенности американского мышления. Закат физики в западной цивилизации

Уравнения Максвелла, как и, пожалуй, немногие другие вещи, вызывают восхищение тем, как разнообразные природные явления описываются простейшими математическими структурами. Венцом достижений стало доказательство электромагнитных волн Генрихом Герцем в Карлсруэ в 1886 году. Существование этих волн следует непосредственно из уравнений, а их скорость соответствует скорости света. Таким образом, электромагнетизм был объединен с оптикой, и последние сомнения в волновой природе света были устранены.

В начале (если оно было) Бог создал законы движения Ньютона вместе с необходимыми массами и силами. Это все; остальное вытекает из формирования подходящих математических методов путем дедукции. То, чего достиг XIX век на этой основе, должно было вызвать восхищение каждого восприимчивого человека 62 62 Автобиографический. Шлипп [5.6] с. 18 (в Симоньи, с. 393) .

Размышления об объяснениях

Что интересно и почти забыто с сегодняшней точки зрения, так это то, что физики XIX века отнюдь не были удовлетворены новой теорией электродинамики. Несмотря на формальную аналогию законов Ньютона и Кулона, между этими теориями существовал глубокий разрыв. Максвелл, а также многие другие (например, ирландский физик Джеймс Мак-Куллах), пытались понять электромагнитные явления из уравнений механики сплошной среды упругого тела, называемого эфиром. Здесь можно было бы углубиться в историю теорий эфира 63 63 Например, сэр Э. Уиттакер: История теорий эфира и электричества (Dover 1951). и проанализировать, когда и почему от них отказались. Причина не в несовместимости их с теорией относительности Эйнштейна, как принято считать 64 64 Уравнения относительности даже следуют из эфирного подхода, см. C. F. Frank, Proc. Phys. Soc. A 62 (1949), p. 131. . В любом случае в традициях европейских физиков было естественно искать фундаментальные объяснения, в данном случае – связь с механикой Ньютона. Так, британский авторитет в области физики лорд Кельвин всю жизнь критиковал электродинамику, утверждая, что она не является теорией, которая действительно объясняет явления.

…Я не могу постичь электромагнитную теорию света. Я хочу понять свет настолько полно, насколько это возможно, не вводя вещей, которые я понимаю еще меньше 65 65 Симоньи (1978), p. 393. .

Один только термин «эфир» вызывает зевоту у большинства современных физиков, находящихся под влиянием американской культуры. Это не только свидетельствует об историческом невежестве, но и доказывает, насколько сегодня исследователи отказались от глубокого понимания природы. Конечно, в этом нельзя винить Америку, где в то время почти не занимались теоретической физикой. Но здесь проблема была «решена» с помощью аргумента, что теория была успешной и хорошо работала. Бескомпромиссный поиск фундаментальных законов природы, с другой стороны, остается европейской традицией, которая впоследствии шаг за шагом исчезала.

То, что это соображение относится не к национальности, а к образу мышления, показывает американский физик Джошуа Уиллард Гиббс (1839—1903), который внес решающий вклад в термодинамику. С тех пор как сэр Фрэнсис Бэкон (1561—1626) понял, что тепло связано с движением частиц, основы кинетической теории газов разрабатывали Роберт Майер (1812—1878), Джеймс Прескотт Джоуль (1818—1889), Рудольф Клаузиус (1822—1888), Густав Кирхгоф (1824—1887) и вышеупомянутый лорд Кельвин (1824—1907). Гиббс, который недолго учился в Европе, вернулся на должность профессора в Йельском университете в 1871 году и в последующие годы разработал универсально обоснованные результаты, которые являются одними из самых важных инструментов современной термодинамики. Гиббс считался одиночкой, чья работа в то время имела мало практического значения. Примечательно, что ему пришлось обосновывать свою диссертацию в Йельском университете по абстрактной математической проблеме, имеющей применение в технологии зубчатых колес 66 66 Мейенн (1999), с. 37. .

Два тысячелетия – одна парадигма

Вся термодинамика немыслима без атомистики, которая является одним из самых важных открытий человечества. Идея неделимых строительных блоков природы восходит к греческим философам Левкиппу и Демокриту, которые опередили свое время как ученые. В ходе многовековой детальной работы идея была выработана в модель, которая сегодня кажется нам настолько очевидной, что мы даже не осознаем ее естественных философских следствий. Джон Дальтон (1766—1844) и Амедео Авогадро (1776—1856) должны быть упомянуты здесь как пионеры, как, например, первооткрыватели периодической таблицы Дмитрий Менделеев (1834—1907) и Лотар Мейер (1830—1895). Но последовательная формулировка атомной физики, особенно квантовой механики, появилась только в XX веке.

Ни одна вещь не возникает случайно, все имеет причину и необходимость.

Причиной научного прогресса стал метод ratio et experientia 67 67 Латынь: разум и эксперимент. , установленный с конца XVII века, который привел к беспрецедентному триумфу техники во второй половине XIX века 68 68 Симоньи (1978), p. 223. . Хотя механизация с помощью парового двигателя уже привела к первой промышленной революции, открытия в области света и электричества были реализованы гораздо позже. Развитие электротехники вновь привело к фундаментальным открытиям благодаря новым экспериментам (стоит вспомнить электрон, открытый Дж. Дж. Томсоном в Кембридже в 1897 году).

В истории физики часто можно наблюдать такую коэволюцию теории и технологии, которые взаимно помогают друг другу прийти к новым открытиям. После теоретических прорывов в середине XIX века наступил с небольшим опозданием расцвет соответствующих технологий. Этот этап вскоре достиг Америки, которая в то время оправлялась от последствий Гражданской войны (1861—1865). В это же время в Америку эмигрировали таланты со всего мира.

Электрические антиподы

После того как Вернер фон Сименс открыл динамо-электрический принцип и разработал генератор в 1866 году, произошла вторая, «электрическая» промышленная революция. В последующий период в Америке работали два великих пионера электротехники, которые, как никто другой, продемонстрировали европейско-американские различия в мышлении: Томас Алва Эдисон и Никола Тесла.

Эдисон, родившийся в Милане, штат Огайо, в 1847 году, является квинтэссенцией американского изобретателя. Всемирно известный благодаря открытию лампочки, он был настолько хорошо знаком со всеми технологиями того времени, что разработал революционные инновации в области электротехники, производства электроэнергии, распределения энергии, телекоммуникаций, а также средств передачи звука и изображения. Обладая безошибочным чутьем, Эдисон распознавал практическую применимость и реализовывал ее технически. Однако в то же время он еще был успешным предпринимателем, обладающим талантом коммерческого использования изобретений. Его вклад в электроснабжение Нью-Йорка ознаменовал начало электрификации всего промышленно развитого мира.