Знание или достоверность

 

Двухсоткратное увеличение позволяет рассмотреть отдельную пору кожи при белом дневном свете. Чтобы получить более подробную информацию, нам потребуется еще более короткая длина волны. Значит, пора переходить к следующему типу волн — к ультрафиолетовым. Если бы человеческий глаз был способен видеть в ультрафиолете, то мы могли бы наслаждаться призрачным флуоресцентным пейзажем. Построенный на этом принципе ультрафиолетовый микроскоп позволяет рассмотреть клетку в невидимых глазу сверхкоротких лучах, увеличивая ее изображение в три с половиной тысячи раз — при таком увеличении видны отдельные хромосомы. 

 

Однако это — предел, потому что свет не позволяет разглядеть человеческие гены в хромосоме. Чтобы двигаться дальше, мы должны снова сократить длину волны, достигнув длины рентгеновских лучей. Однако они настолько всепроникающи, что у нас не получится сфокусировать их, а значит, мы не сумеем собрать рентгеновский микроскоп. Таким образом, мы должны довольствоваться тем, что можем направить эти лучи на объект и получить своего рода тень. Детальность будет зависеть от способности луча проникать внутрь материи. Например, зубной врач, чтобы проанализировать состояние зубов, изучает вид костей черепа на рентгеновском снимке. Подобное свойство рентгеновских лучей сделало их очень популярными почти сразу после открытия в 1895 году. 

 

С этого времени физика и медицина пошли рука об руку, а первооткрыватель и отец-основатель прикладной науки Вильгельм Конрад Рентген в 1901 году был удостоен первой Нобелевской премии по физике. Удача в науке значит очень много, потому что иногда она заменяет собой долгие размышления и исследования, позволяя почти случайно разглядеть то, что, кажется, увидеть невозможно. Рентген не сумел увидеть отдельный атом, потому что он слишком мал и не отбрасывает тени даже при такой короткой длине волны. Тем не менее однажды рентгеновские лучи образовали узор, в котором в 1912 году Макс фон Лауэ сумел увидеть положение атомов. Иначе говоря, немецкий физик изобрел способ, благодаря которому ученые смогли изучать расположение атомов в кристаллах. Дифракционные картины, образуемые рентгеновскими лучами, проходящими через кристаллы, получили название лауэграммы. Они принесли двойную пользу: во-первых, послужили подтверждением реальности атома, во-вторых, доказали электромагнитную природу рентгеновских лучей. 

Кривая нормального распределения Гаусса 

 

Гаусс с его утонченными взглядами на познание был особенно неприятен для философов, которые утверждали, что им известен иной, более совершенный путь к истине, нежели наблюдения. Из многих примеров я приведу только один — остановлюсь на столкновении Гаусса и Гегеля Гаусса я нежно люблю и восхищаюсь им, к Фридриху Гегелю, честно говоря, испытываю неприязнь. В 1800 году Гегель представил диссертацию, в которой доказывал, что хотя с античных времен определение планет изменилось, их число осталось постоянным: был открыт Уран, но Луна из разряда планет была переведена в разряд спутников, а вместо Солнца на должность планеты была назначена Земля. То есть планет как было, так и осталось всего семь. Отличная мысль, но не новая. По словам Гаусса, задолго до защиты Гегеля ее высказал Шекспир. Вспомните блестящий диалог из трагедии «Король Лир», в котором шут говорит королю: «А вот очень просто отгадать, почему в семи звездах всего семь звезд?» В ответ король глубокомысленно ухмыляется и отвечает: «Потому что их не восемь?» Шут мгновенно реагирует на горькую иронию короля: «Совершенно верно. Из тебя вышел бы хороший шут». Так что Гегель своей диссертацией не сказал ничего нового. А 1 января 1801 года, когда в ней еще не высохли чернила, была открыта восьмая планета — астероид Церера. История знает немало подобных парадоксов Бомбой замедленного действия, заложенной в кривой Гаусса, оказалось то, что мы не стали богами, даже взглянув на мир с высоты птичьего полета. Наши ошибки неразрывно связаны с природой человеческого знания. Ирония состоит в том, что это открытие сделано в Гёттингене. 

 

Старинные университетские города удивительно похожи друг на друга: Гёттинген напоминает и английский Кембридж, и американский Йель. Это провинциальные городки вдали от шумных трасс и мегаполисов, в них никто не стремится переехать, кроме профессуры и студентов. Преподаватели таких университетов уверены, что их город — центр мира. Над входом в пивную, расположенную в подвале, есть надпись на латыни: Ex.ra Goingam non es. vi.a («За воротами Гёттингена жизни нет»). Эту эпиграмму или эпитафию (кому как нравится) не принимает всерьез никто, кроме очередного магистранта, который мечтает остаться здесь в качестве профессора. 

 

Символом университета считается железная статуя босоногой гусятницы Лизы, стоящая перед пивной. Ее целует каждый выпускник Университет для студентов — Мекка, в которую каждый из них приходит с чем-то чуть меньшим, чем абсолютная вера. Задача преподавателей воспитать в них духовную смелость оборванца, если хотите, босую непочтительность к учебе, потому что они здесь не для того, чтобы поклоняться известному, а для того, чтобы подвергать сомнению даже непоколебимые истины. 

 

Как в каждом университетском городе, здешний пейзаж с его длинными улочками и переулками располагает к долгим пешим прогулкам, которые совершают после обеда почтенные профессора. Во время этих прогулок активные студенты стремятся договориться с преподавателями о совместных исследованиях. Вполне возможно, что в прошлом Гёттинген был довольно тихим, сонным местом Маленькие университетские города вернулись в те времена, когда страна еще не объединилась и представляла собой отдельные государства. Например, Гёттинген основал Георг II как столицу Ганновера. Это придает подобным поселениям своеобразный флер бюрократического местного колорита. Даже после отречения кайзера от престола в 1918 году и падения военной мощи Второго рейха жители этих городков оставались большими конформистами, чем население кампусов за пределами Германии. 

 

С внешним миром Гёттинген связывала железная дорога, которая начиналась в Берлине. По пути гости университета успевали обменяться новыми идеями, занимавшими лучшие умы ведущих ученых-физиков всего мира. В Гёттингене существует присловье, что наука рождается в берлинском поезде, потому что в купе и вагоне-ресторане спорят и соглашаются, а значит, рождаются новые и умирают нежизнеспособные идеи. 

 

В годы Первой мировой войны научное сообщество в Гёттингене, впрочем, как и везде, активно обсуждало теорию относительности. Однако в 1921 году, с приходом на кафедру физики Макса Борна, ситуация изменилась: он предложил заняться атомной физикой. Для начинающего преподавателя Макс Борн был несколько староват — почти сорок лет. Его коллеги-физики, как правило, писали свои лучшие работы до тридцати, математики — еще раньше, биологи — чуть позже. 

 

Однако Борн был исключительным человеком, одаренным, как Сократ. Он сразу привлек к себе молодых преподавателей и студентов и сумел создать благоприятную научную среду, в которой каждый из них смог максимально раскрыться и написать свои лучшие работы. В физический институт приезжали ученые из всех стран мира. Из учеников Борна я отмечу двоих. Один из них — Вернер Гейзенберг, сделавший в Гёттингене свои самые значительные открытия, которые принесли ему Нобелевскую премию. Второй, также Нобелевский лауреат — Эрвин Шрёдингер, сформулировавший в спорах с Борном многие основные положения квантовой физики, которой занимался всю свою жизнь. 

 

Всё это странно звучит применительно к физике — науке, которая творится в полночь. Разве изучение квантовой механики в 1920-х годах действительно подразумевало публичное предъявление доказательств, споры, семинары, дискуссии? Да, это было именно так, это так и осталось. До сих пор люди, которые большую часть времени проводят в лабораториях, встречаются в больших аудиториях, чтобы обсуждать концептуальные проблемы субатомных частиц, а во время отдыха — решать логические и психологические задачи. 

 

В начале XX века электрон был загадкой из загадок. Среди профессуры тогда ходила весьма распространенная острота о том, что по понедельникам, средам и пятницам электрон ведет себя как частица, по вторникам, четвергам и субботам — как волна (подобное распределение дней связано с университетским расписанием). Как совместить эти два аспекта, взятые из большого мира и втиснутые в микромир атома, словно Гулливер в страну лилипутов? Вот о чем шли споры. И решение требует не расчета, а понимания и воображения, если хотите, метафизического подхода. Я помню фразу, произнесенную Максом Борном после переезда в Англию: «Теперь я убежден, что теоретическая физика — это современная философия». Макс Борн имел в виду, что развивающиеся идеи в физике помогают обществу формировать новые, различные точки зрения. Мир не статичная модель, не устойчивый массив объектов, потому что реальность невозможно отделить от нашего субъективного восприятия. 

 

Мир изменяется под нашим влиянием, реагирует на нас, и мы должны интерпретировать знания, которые он нам дает. А значит, обмен информацией невозможен без акта суждения. Электрон — это частица? Он ведет себя именно так в модели атома, усовершенствованной Бором. Но Луи де Бройль в 1924 году создал красивую волновую модель, в которой устойчивые орбиты соответствуют целому числу длин волн, выстроенных вдоль орбиты. Макс Борн предложил представить движение электронов в виде цепочки, вращающейся как коленчатый вал, так что в совокупности они представляют собой ряд гауссовых кривых, образующих волну вероятности. Эта концепция родилась во время послеобеденных профессорских прогулок и в берлинском поезде, потому что помимо сильного всплеска эмоций, на фоне которого совершаются открытия, ее появлению предшествовала тонкая совместная работа ученых по разработке системы основных единиц. 

 

Блестящей кульминацией прогулок и бесед стало начало 1927 года, когда Вернер Гейзенберг опубликовал новую характеристику электрона. «Да, — заявил он, электрон представляет собой частицу, которая дает нам только ограниченную информацию». То есть если можно узнать текущее местонахождение электрона, то измерить его скорость нельзя. И наоборот: если точно измерить скорость электрона, то его местоположение станет неопределенным. 

 

На первый взгляд очень сырая характеристика. Однако это не так. Гейзенберг углубляет и уточняет ее: общее количество информации, которую несет в себе электрон, ограниченно. То есть, например, скорость электрона и его положение, взятые вместе, всегда ограничены квантовой неопределенностью. Очень глубокая мысль! Одна из самых великих идей во всей истории науки! 

 

Гейзенберг назвал подобную зависимость принципом неопределенности. В некотором смысле он является надежным критерием повседневности. Мы понимаем, что не можем требовать от мира точности. Если некий объект (например, лицо знакомого) не будет сохранять постоянные характеристики, то мы перестанем его узнавать. При этом объект постоянно меняется и никогда не будет сегодня таким же, как вчера, завтра — таким же, как сегодня, и т.д. В этих изменениях заключается квантовый допуск, относящийся к области неопределенности. Значит, принцип Гейзенберга говорит о том, что не бывает событий, пусть даже самых мизерных, атомных, которые можно было бы описать без учета подобных допусков. Нулевых квантовых допусков не существует. Применение в качестве единицы измерения модуляций и трансформаций кванта, открытого Максом Планком, делает мысль Гейзенберга очень глубокой и точной. Таким образом, в мире атомов область неопределенности всегда измеряется квантами. 

 

Тем не менее принцип неопределенности — плохое название для этого феномена. В науке и за ее пределами мы часто довольствуемся вполне определенным допуском, который ограничиваем на основе наших знаний. Значит, речь все-таки должна идти не об определенности, а о толерантности. При этом слово «толерантность» я использую в двух смыслах. Во-первых, в инженерном значении толерантностью мы называем допуски, которые обязательно должны существовать во время обмена информацией между человеком и природой. Исключать их нельзя, не-смотря на то что наука продвинулась далеко вперед. Во-вторых, это слово нельзя исключить из лексикона человека, обобщающего характеристики реального мира. Обмен знаниями и информацией между людьми может строиться только на принципах толерантности. Это правило имеет отношение к науке, литературе, религии, политике — любой форме общественной мысли, стремящейся к догме. Величайшей трагедией моей и вашей жизни является то, что ученые Гёттингенского университета сумели выработать принцип толерантности и отказались от него, посчитав, что событиями второй половины XX века он разрушен и не подлежит восстановлению. 

 

Та же беда творилась во всей Европе. Однако одна конкретная туча нависла над Гёттингеном в начале 1800-х годов. Дело в том, что знаменитый немецкий анатом и естествоиспытатель Иоганн Фридрих Блюменбах собрал коллекцию черепов, получая их от уважаемых джентльменов, проживавших в разных европейских странах. 

 

В работах этого анатома, посвященных изучению и классификации черепов, принадлежащих разным расам, национальностям и народностям, не было и намека на расистское разделение человечества. Тем не менее с 1840 года (с момента смерти Блюменбаха) коллекцию превратили в основное доказательство состоятельности пангерманской теории, а национал-социалистическая партия после своего прихода к власти сделала ее официальной идеологией. 

 

Это случилось в 1933 году, когда Адольф Гитлер пришел к власти. Традиции германской науки были почти в одночасье разрушены. Теперь берлинский поезд стал символом бегства. Европа перестала отзываться на научные идеи, основанные на фантазии и воображении. Ушло в прошлое понимание культуры, основанной на личном и ответственном человеческом знании, которое художник обретает в бесконечном путешествии по краю неопределенности. В научном и творческом сообществах наступила тишина, сопоставимая с той, что установилась после суда над Галилеем. Под угрозу физического уничтожения попали Макс Борн, Альберт Эйнштейн, Зигмунд Фрейд, Томас Манн, Бертольд Брехт, Артуро Тосканини, Бруно Вальтер, Марк Шагал, Энрико Ферми, Лео Силард. Поэтому, покинув континент, они переехали в Америку. После нескольких лет скитаний многие из них обосновались в Институте Солка в Калифорнии. 

 

Принцип неопределенности, или, в моей интерпретации, принцип толерантности, означает, что знание ограниченно. Горькая ирония судьбы проявилась в том, что разрабатывался этот принцип одновременно с тем, как в Германии укреплялся диктаторский режим Гитлера, и аналогичные тирании складывались в других странах мира, утверждая принцип чудовищной определенности. Когда смотришь из будущего в 1930-е годы, они представляются временем грандиозного противостояния культур. По одну сторону конфликта стояло Восхождение человека, его развитие, по другую — возврат к абсолютной уверенности деспота в собственной правоте. 

 

Я хочу показать, как эти процессы отразились на судьбах выдающихся личностей. Так случилось, что мне довелось в течение года тесно общаться с Силардом. Он много рассказывал о тех тяжелых временах. Лео Силард — студент венгерского университета, почти всю жизнь проживший в Германии. В 1929 году он подготовил к публикации важную новаторскую статью, изложенная в ней концепция сегодня называется теорией информации. Выдающийся физик отследил связи между знанием, природой и человеком. Однако Силард не торопился публиковать свой труд, потому что был уверен, что Гитлер обязательно придет к власти и что война неизбежна. В 1933 году он упаковал рукопись в два больших портфеля и эмигрировал в Англию. 

 

Почти сразу после приезда в Великобританию он принял участие в заседании Британской ассоциации, посвященном атомной энергии. Резерфорд, будучи основным докладчиком, заявил, что человек никогда не сможет поставить себе на службу атомную энергию. Силард принадлежал к типу ученых, добродушных на вид, но довольно строптивых по натуре: он не переносил, когда в его присутствии произносили слово «никогда». Особенно его раздражали подобные заявления, исходившие из уст уважаемых коллег. Он начал работать над проблемой, что называется, из духа противоречия. «Представьте себе, — рассказывал он о том периоде жизни, — я жил тогда в гостинице S.rand Palace. Каждый день, когда я проходил мимо госпиталя Барта, мне приходилось ждать сигнала светофора, чтобы пересечь Саутгемптон-роу». 

 

Эту часть истории я нахожу маловероятной, потому что не представляю Силарда, который терпеливо ждет, пока загорится зеленый свет. Тем не менее ученый утверждает, что именно в этот момент он и понял, что если ударить атом одним нейтроном, тот развалится, испустив при этом дополнительно два нейтрона, и может начаться цепная реакция. В 1934 году Силард написал патентную спецификацию, которая содержала слова «цепная реакция». 

 

Теперь мы переходим к той черте, которая была свойственна всем крупным ученым того времени, но в характере Силарда проявилась особенно ярко. Ученый настаивал на том, чтобы засекретить результаты своих исследований и экспериментов и тем самым предотвратить их неправомерное использование. По этой причине и доверил материалы Британскому адмиралтейству, которое опубликовало труд Силарда только после окончания Второй мировой войны. 

 

Пока же война все ближе и ближе подступала к границам всех стран. Прогресс в облсти ядерной физики и наступление идей гитлеризма должны были неприменно столкнутся. Сегодня мы забываем о том, в каких условиях работали ученые, поэтому нам трудно понять, почему Силард советовался и Фредериком Жолои-Кюри о том, как засекретить свои исследования, и пытался уговорить Энрико Ферми не публиковать его работы. А в августе 1939 года он написал пиьсмо Эйнштейну, в котором заявил: "Ядерная энергия получена. Война неизбежна. Надо обратится к президенту США, чтобы решить, что теперь должны делать ученые." Эйнштейн поддержал Силарда и написал Рузвельту: 

 

 

Победа над фашистской Германией в 1945 году не остановила Силарда, поскольку он узнал, что ядерная бомба будет сделана и ее собираются сбросить на Японские острова. Ученый начал протестовать везде, где мог. Он писал письмо за письмом, меморандум за меморандумом. Рузвельт не получил петицию Силарда только потому, что умер. Силард считал, что нельзя бомбить острова, надо провести публичные испытания атомной бомбы и пригласить на них руководство Японии. Власти поймут силу, которая им противостоит, и сдадутся. Нельзя, чтобы гибли невинные люди! 

 

Как вы знаете, Силарду и научному сообществу не удалось предотвратить ужасную трагедию. В ответ Силард сделал то, что посчитал для себя единственно возможным: отказался от физики и ушел в Институт Солка, чтобы изучать биологию, и убедил других заняться тем же самым. Физика была его настоящей страстью, но теперь, как он решил, настало время объяснить людям, что высшая ценность на земле — человеческая жизнь. 

 

Первая атомная бомба была сброшена на Хиросиму 6 августа 1945 года в 8:15 утра. Однажды я вместе с Силардом посещал Хиросиму и услышал, как кто-то сказал, что атомная бомбардировка — огромная трагедия ученых, потому что их открытия были использованы для уничтожения людей. Силард ответил: «Это не трагедия ученых, это — трагедия человечества». Ученый больше, чем кто-либо другой, имел право на такие слова. У этой беды было две стороны. Первая — вера в то, что цель оправдывает средства. Такую жестокую философию, которая оправдывает равнодушие к страданиям людей, военная машина поставила себе на службу. Другая — предательство человеческого духа: принятие догмы, которая закрывает разум и превращает нацию, цивилизацию в толпу призраков — покорных или покорившихся насилию. 

 

Существует мнение, будто наука негуманистична, будто она относится к людям как к числам. Это — ложь, трагическое заблуждение! Судите сами. Концлагерь и крематорий в Освенциме. Здесь люди были лишены имен и получили взамен номера. Над прудом развеян пепел четырех миллионов человек, сожженных в печах Освенцима. Людей уничтожил не газ. Их убили высокомерие, догма, невежество и незнание. Когда человек считает, что он — носитель абсолютной истины, то ведет себя именно так. Вот к чему ведет стремление к божественному знанию. 

 

В науке же, напротив, воплощается знание человеческое. Мы всегда балансируем на тонкой грани между известным и неизвестным, это дает нам стимул идти дальше и дарит надежду. Каждое суждение в науке — личное и может оказаться заблуждением. Наука — багаж знаний, которыми мы на сегодняшний день располагаем, даже если они и ошибочны Именно об этом говорил Оливер Кромвель: «Я умоляю вас, во имя Христа, всегда помнить, что вы можете ошибаться!» 

 

Стоя здесь, на берегу пруда в Освенциме, я понимаю, что как ученый многим обязан моему другу Силарду, а как человек имею моральные обязательства перед членами моей семьи, погибшей в Освенциме Мы обязаны излечиться от зуда абсолютного знания и беспредельной силы Нам надлежит избавиться от желания превратить человека в винтик большого механизма Мы должны помнить, что рядом с нами живут люди.