Р. Оппенгеймер
Летающая трапеция
Три кризиса в физике
Перевод с английского
В. В. ЕРИВОЩЕКОВЛ
под редакцией и с послесловием
В. Л. ЛЕШКОВЦЕВА
АТОМИЗДАТ
МОСКВА, 1067 г.

У.Д-К. 580Л2+580.145.6
THE WHIDDEN LECTURE8 FOR f*6a
The Flying Trapeze:
Three Crises for Physicists
LONDON
OXFORD UNIVERSITY PRESS
NKW ГОЯК TORONTO
«Летающая трапеция: три кризиса в физи-
физике». Р. Оппенгеймер. М., Атомиздат, 1967,
Книга известного американского физика
Р. Оппенгеймера состоит из конспектов лекций,
прочитанных автором в 1962 году. Она включает
три раздела: «Пространство и время», «Атом и
поле», «Война и нации». В книге интересно и
своеобразно изложены принципы теории относи-
относительности и квантовой механики. Привлекут
внимание читателя и соображения Оппенгеймера
об ответственности ученого перед человечеством.
Рисунков — 4.
2-3-7
127-67
J. ROBERT OPPENHEIMER
Director, Institute for Advanced Stvdf
Princeton, New Jersey

Из предисловия
У идденские чтения учреждены в 1954 году в память
о бывшем ректоре Макмастерского университета, ныне
покойном Говарде П. Уиддене A871—1952), члене Ка-
Канадского Королевского общества. Уидденские чтения
имеют целью помочь студентам преодолеть барьеры, раз-
разделяющие факультеты в современном университете.
Чтения не ограничиваются какой-либо общей тематикой.
Седьмой цикл Уидденских чтений был проведен в ян-
январе 1962 года. Лекции были прочитаны выдающимся
ученым доктором Юлиусом Робертом Оппенгеймером,
директором Института высших научных исследова-
исследований Принстонского. университета (штат Нью-Джерси,
США).
Доктор Оппенгеймер, окончивший Гарвардский уни-
университет* учившийся и преподававший в Кембриджском,
Геттингенском, Лейденском, Цюрихском и многих других
университетах как в США, так и в других странах мира,
известен широкой общественности как бывший директор
Лос-Аламосской научно-исследовательской лаборатории
во время второй мировой войны, а позднее как председа-
председатель общего консультативного комитета Комиссии по
атомной энергии США. Лос-Аламосская лаборатория в
значительной мере обязана своим успехом в военное вре:
мя доктору Оппенгеймеру, который как руководитель
умел вдохновлять своих сотрудников. Он не просто вы-

дающийся ученый-физик в области атомной энергии.
Большой гуманист, он проявляет глубокое беспокойство
о будущности человека и о судьбе человечества. Это мно-
многосторонний ученый, обладающий глубокой культурой:
в юности он изучал классические язьжи Древней Греции
и Древнего Рима. Все, кто присутствовал на Уидденских
чтениях 1962 года, согласятся с тем, что трудно предста-
представить более достойного лектора, чем доктор Оппенгеймер.
Э. Т. СЭЛМОН,
ректор университетского колледжа
Макмастерского университета
Май 1964 г.

Введение
X ри лекции «Летающая трапеция: три кризиса в физи-
физике» читались профессором Оппенгеймером по конспектив-
конспективным наброскам и были застенографированы. Слушать их
без волнения было невозможно. Поучительно было на-
наблюдать, как время от времени профессор Оппенгеймер
искал наиболее точное слово, приводил множество об-
образных примеров, которыми он иллюстрировал каждую
мысль. Когда я читал стенограмму, мне бросилось в гла-
глаза, что его яркая образная речь, столь ясная для слуша-
слушателя, содержала множество сложных предложений, труд-
трудно воспринимаемых при чтении. Более того, анализ каж-
каждого из трех кризисов («Пространство и время», «Атом
и поле», «Война и нации») никак не укладывался в рам-
рамки одной лекции. Поэтому профессор Оппенгеймер про-
продолжал разговор по первой теме во время второй лекции,
а по второй теме — во время третьей. Это вынуждало его
повторять некоторые сведения и обобщать их. Представ-
Представляется уместным в письменном изложении посвятить
каждой теме обределенную главу. По этой причине мне
пришлось объединить некоторые вопросы, затронутые в
конце лекции, с материалами следующей лекции. При
этом я почти ничего не опустил, но кое-где изменил по-
порядок некоторых абзацев.
М. А. ПРЕСТОН,
Магистр искусств, доктор философии, член Канадского Королевского
общества профессор теоретической физики
Макмастерского университета

1. Пространство и время
11 ынешний рек—великий век в области физики, век не-
неожиданных, глубоких и волнующих открытий, которые,
будучи применены на практике, в значительной мере из-
изменили условия жизни человека. В течение нескольких
последних лет достигнут огромный прогресс в понимании
основных сторон жизни, и я убежден, что в предстоящие
годы человечество гораздо больше, чем за весь период
своего развития, узнает об удивительных функциях жи-
живых организмов, о самом человеке как о части природы.
Мы, физики, в настоящее время все еще заняты чрез-
чрезвычайно трудной борьбой за познание законов материи
и ее природы.
Я хочу говорить не об этом, а скорее о задачах, кото-
которые в какой-то мере решены, хотя вопросы, вытекающие
из достижений более раннего периода нашего века, все
еще открыты и все еще остаются нерешенными. В данной
и следующей лекциях я буду говорить о расширении на-
нашего понимания природы и об изменениях в этом пони-
понимании. В третьей лекции я затрону прежде всего вопрос
об изменениях в положении человечества, которые были
вызваны достижениями физики и других наук.
В наше время наука играет первостепенную роль —
и это его отличительная черта. Для него характерны
чрезвычайно быстрые перемены и стремительный рост—
рост науки, рост производительности, рост населения,
рост масштабов передвижения и связи. Какие бы стати-
статистические показатели мы ни взяли, мы видим, что кривая
резко идет вверх, проявляя тенденцию к удвоению за де-
десять, двадцать или тридцать лет. В области точных и ес-
естественных наук это удвоение происходит примерно каж-
каждые десять лет, и можно привести ряд весьма показа-

тельных цифр, подтверждающих эту ситуацию. Вспом-
Вспомним, например тех, кто посвящает свою жизнь изучению
природы или практическому применению познанных яв-
явлений, т. е. тех, кого мы называем учеными, и мы увидим,
что общее количество ученых, существовавших за всю
историю человечества, довольно велико, но около 93% из
них живет и сегодня. Это говорит о чрезвычайно быст-
быстром росте числа людей, занимающихся наукой. У меня
есть друг в Европе, который определил темпы роста од-
одного американского журнала по фундаментальным фи-
физическим исследованиям. Он установил, что при сущест-
существующем темпе роста вес томов этого журнала в буду-
будущем столетии превысит массу земного шара. Не так дав-
давно меня посетил ученый секретарь Академии наук СССР,
который провел со мной целый день в Принстоне. По-мо-
По-моему, он занимает важный политический пост. Мы немно-
немного поговорили о расширении масштабов научной дея-
деятельности, к которой он имеет отношение как админи-
администратор. Я спросил, каковы, по его мнению, перспективы
на дальнейший пятидесятилетний период после следую-
следующей пятилетки. Не задумываясь, он ответил: «К тому
времени мы все станем учеными». Ужасный смысл ска-
сказанного дошел до него не сразу, но затем он добавил:
«Ну, не совсем все».
И все же, говоря о нынешнем веке как о веке науки,
мне кажется, следует учитывать два соображения.
Во-первых, на сегодняшний день у нас нет ясности
относительно того диапазона проблем, который будет до-
доступен науке. Мы не знаем, в какой мере человеческое
поведение поддается объективному, часто неожиданному
изучению, именуемому наукой. Таким образом, мы, воз-
возможно, живем сегодня в состоянии некоего несоответст-
несоответствия между уровнем наших знаний о физическом мире,
зачатками познания живого мира и уровнем наших зна-
знаний о внутреннем мире человека. Я, однако, глубоко
убежден в том, что те научные знания о человеке, кото-
которыми мы, возможно, будем обладать (а они столь незна-
незначительны сегодня), всегда останутся, так же как и наше
знание физического мира, весьма и весьма неполными,
а следовательно, научные достижения не всегда будут
помогать осознанию .нами необходимости жить и дейст-
действовать в соответствии с традициями, здравым суждени-
суждением и мудростью.

Во-вторых, нам следует помнить, что по большей ча-
части нынешнее положение вещей является результатом не
того, что мы познали, а того как наши знания применя-
применяются в области техники. А это, в свою очередь, зависит
от организации экономики, и в более ограниченной, но
все же ощутимой мере — от нашей политической систе-
системы. Ни один из этих факторов не вытекает из науки, ни
один не связан тесно с ней, так как, хотя развитие по-
познания в значительной мере отвечает потребностям че-
человека, оно все же не полностью обусловлено этими
факторами.
Например, наличие ужасных, не поддающихся лече-
лечению болезней, конечно, обусловливает широкое и интен-
интенсивное изучение проблем, могущих иметь к ним отноше-
отношение. Проблемы подъема продуктивности сельскохозяй-
сельскохозяйственного производства, проблемы технического развития
и, пожалуй, в наибольшей степени проблемы военного
значения способствуют оказанию энергичной и усилива-
усиливающейся поддержки исследовательским работам. Но то,
что выдающиеся научные открытия делаются не потому,
что они полезны, а потому что они оказались возможны-
возможными, является глубокой и неоспоримой истиной.
Например, в течение многих столетий делались по-
попытки превратить ртуть в золото только потому, что это
казалось весьма полезным. Эти попытки оказались тщет-
тщетными. А мы нашли пути превращения ртути в золото,
преследуя при этом совершенно другие цели. Я считаю,
что наличие средств, идей или концепций, которые не
всегда, но по большей части являются математическими,
скорее, чем человеческие потребности, определит те ве-
великие изменения, которые произойдут в нашем представ-
представлении о мире. Зрелость в науке, по сути дела, — все, а
зрелость есть способность творить новое и выдвигать но-
новые мысли. Эта свобода выбора охватывает все поле дея-
деятельности. Нельзя вечно сидеть над неразрешимой про-
проблемой. Можно сидеть над проблемой в течение очень
долгого времени, и это может оказаться правильным. Но
в конечном счете ученый будет руководствоваться не
тем, что полезно узнать, а тем, что возможно узнать.
Те, кто стоит далеко от науки, могут счесть подобный
подход безответственным. Может показаться, что, создав
столь потенциально вредную вещь, как ядерная бомба,
нам следовало бы попытаться открыть нечто потенци-

ально полезное, что помогло бы нам избавиться от нее.
Действительно, нам следовало бы этим заняться. Но ско-
скорее всего наши мысли будут направлены на выполнение
более легких дел, они будут нацелены на дела более
близкие. И данный подход не есть безответственность.
Он является характерной чертой того особого пути, ко-
который ведет к быстрому прогрессу в познании, так как
часто необратимый процесс постижения происходит че-
через установление ошибки. Доказав однажды ошибоч-
ошибочность того или иного положения, мы к нему не возвра-
возвращаемся, так как извлекли урок.
«Прогресс», когда речь идет о морали и человеческих
отношениях, — весьма расплывчатое понятие, несомнен-
несомненно применимое к некоторым сторонам нашей жизни, хо-
хотя отнюдь не ко всем, но в науке он неизбежен. Прогресс
равнозначен самому существованию науки.
Две первые лекции посвящены именно тем случаям,
когда твердо укоренившиеся ошибочные воззрения, не-
несмотря на возмущение противников, были безжалостно
исправлены, и исправлены таким образом, что повторе-
повторение этих ошибок исключено. Более того, этот прогресс
в познании природы коренным образом изменил не толь-
только наши представления о ней, но и некоторые наши пред-
представления о самих себе как об исследователях. Пользу-
Пользуясь старым любимым выражением Баттерфилда, можно
сказать, что прогресс, так же как и революции позднего
средневековья и семнадцатого века, изменил «мысли-
«мыслительный аппарат» людей. Я, возможно, ошибаюсь, но я
разделяю вместе с моими коллегами или же с многими
из них твердое убеждение в том, что этот опыт следует
распространить за пределы ограниченных коллективов
специалистов. Умение видеть, как наши мысли, слова и
идеи могут быть ограничены недостатком знаний и опы-
опыта, — весьма ценное качество. Это в некотором смысле
способствует улучшению морального состояния челове-
человека, а также доставляет ему удовольствие. Нам представ-
представляется, что это дает возможность воспрянуть человече-
человеческому духу, избавиться от провинциализма и узости. На-
Например, достаточно вспомнить о том, что означало для
нас, когда на протяжении последних столетий мы поня-
поняли, насколько культуры других народов могут отличать-
отличаться от нашей собственной и все же действительно быть
культурами!

Прогресс такого рода возможен лишь потому, что он
сочетает в себе две противоречивые черты. Одна из них
характеризуется огромной тягой к приключениям. Она
побуждает ученого искать новые явления и новые обсто-
обстоятельства, побуждает его исследовать глубины космоса,
«вгрызаться» в недра материи и делать множество ве-
вещей, которые уводят его от привычного человеческого
опыта. Такова одна черта.
Другая черта — приверженность к установившемуся
порядку, нежелание отказаться от достигнутой как-будто
бы ясности, словом, своего рода консерватизм. Напри-
Например, если даже ученый и готов переписать заново Нью-
Ньютона, ему очень не хочется слишком далеко отходить от
него. Хотя ученый вполне сознает, что все ранее сделан-
сделанное в области физики — лишь частичная истина, он не-
неистово отстаивает эту частичную истину. Ученый силен
традицией, он придерживается традиции в описании но-
нового опыта, придерживается до тех пор, пока, наконец,
это станет невозможным, и лишь тогда он решительно'
порывает с ней.
Многие из тех, кто способствовал переворотам в на-
науке, впоследствии тяжело переживали то, что они вы-
вынуждены были совершить. Увлекавшийся небесными сфе-
сферами Кеплер открыл эллиптические орбиты. Планк, ко-
который ввел ставшее знаменитым понятие о кванте дейст-
действия, ввел тем самым в физику идею прерывности, что
представлялось ему самому чрезвычайно странным и
уродливым. Эйнштейн, который свыкся с теориями отно-
относительности * и высказывал сожаления лишь по поводу
весьма немногих аспектов этих теорий, также внес
вклад в развитие квантовой теории. Он выдвинул идею
световых квантов, но так и не смог до конца примириться
с квантовой теорией, логически построенной на этой ос-
основе. Де Бройль, который открыл волны, связанные с ма-
материальными частицами, так и не мог примириться с ис-
истолкованием этих волн только как волн информации, а
не как возмущений в материальной среде.
Такие изменения навязываются физикам в какой-то
степени вопреки их собственной воле потому, что они, как
приверженцы определенных традиций, консервативны, и
потому, что они в какой-то мере слишком авантюристич-
¦ Имеются в виду специальная и общая теории относитель-
относительности.— Прим. ред.

ны. В течение нашей жизни мы не раз наблюдали ломку
установившихся понятий и опыта. В таких случаях при-
применяется ходячее выражение «пережить революцию во
взглядах», но это не совсем верно, так как наши взгляды
и опыт углублялись и изменялись, но полностью не отвер-
отвергались. Я полагаю, что общее знакомство с такого рода
явлениями и наличие такого опыта может оказаться по-
полезным в разрешении человеческих проблем в условиях
столь быстро меняющегося мира.
Моя задача на сегодня и завтра строго ограничена.
С одной стороны, часто считают, что без математических
формул невозможно рассказать о существе открытий, в
особенности в области физики. До некоторой степени это
верно. По всей вероятности, эти открытия невозможно
было бы сделать, не применяя математического аппара-
аппарата, который дает возможность быстро, кратко и четко
выразить присущий природе порядок. Поэтому неудиви-
неудивительно, что математика — неотъемлемая часть науки о
природе. Математика — это необходимое условие логич-
логичности, и если мы и уверены в чем-то, так это в том, что
природа может быть трудна для постижения, но она не
бывает непоследовательна. (Только мы можем отличать-
отличаться непоследовательностью.)
Я, однако, полагаю, что можно дать некоторое пред-
представление о физических концепциях с помощью весьма
несложного математического аппарата, которым я и на-
намереваюсь ограничиться. Позвольте привести аналоги^.
Лучше увидеть «Гамлета» на сцене, конечно, в хорошем
исполнении, нежели просто прочитать пьесу. Это произ-
произведение было написано для театра, а не для чтения в ка-
кабинете. И все же, если прочитать «Гамлета», можно, об-
обладая некоторым воображением, при желании довольно
хорошо почувствовать смысл пьесы. И я надеюсь, что вы,
если не в ходе наших бесед, то по крайней мере при бо-
более благоприятных обстоятельствах в будущем, поймете,
что хотя математика и помогает восприятию, она все же
не абсолютно необходима для того, чтобы получить
представление о некоторых фундаментальных открыти-
открытиях современной физики.
Во второй лекции я буду говорить о глубоких изме-
изменениях в нашем представлении относительно причинно-
причинности, относительно детерминизма в природе, а больше все-
всего о том, что мы подразумеваем и можем подразумевать
11

под объективностью. Эти изменения оказались необхо-
необходимыми для того, чтобы составить довольно точное пред-
представление об обычных свойствах материи, т. е. о тех свой-
свойствах, которые выявляются даже тогда, когда материю
не подвергают мощному воздействию, осуществимому
благодаря применению огромных ускорителей и суще-
существованию космических лучей. В данной же лекции мне
хотелось бы коснуться некоторых изменений в представ-
представлениях о пространстве и времени. Обе эти темы являют-
являются вариациями проблемы о последовательности наших
представлений о движении в пространстве и о том, что
находится в пространстве, — о его поле или содержании.
Квантовая теория — плод трудов многих ученых. Ду-
Думаю, все согласятся с тем, что Нильс Бор был душой
этой блестящей плеяды. С другой стороны, хотя понятия
пространства и времени разрабатываются с давних вре-
времен, они были революционизированы одним ученым, жив-
жившим в нашем веке. Можно считать, хотя бы в отношении
некоторых аспектов этой проблемы, что если бы не он, эта
революция не произошла бы. Имя этого человека —
Эйнштейн.
Первая теория относительности, по крайней мере, на
Западе, была создана не в двадцатом веке. Она восходит
к тринадцатому — началу четырнадцатого века и разра-
разрабатывалась парижской школой натурфилософов. Наибо-
Наиболее известные представители этой школы Буридан и Орез-
ме. Эта теория, безусловно, явилась этапом в развитии
человеческой мысли. Для нее характерно то, что отно-
относясь к области физики, она опиралась не на какие-ни-
какие-нибудь усовершенствованные экспериментальные методы,
а на здравый смысл и умение анализировать поведение
вещей. Это было началом, без которого дальнейшее раз-
развитие науки почти немыслимо. Открытие заключалось в
следующем: при анализе проблемы движения был сделан
вывод, что равномерное движение, т. е. движение, при ко-
котором тело движется с постоянной скоростью, не тре-
требует какого-либо объяснения или установления причин,
поскольку равномерное движение является естественным
состоянием материи. Конечно, этот взгляд не соответство-
соответствовал воззрениям схоластов; он не соответствовал точке
зрения Аристотеля, который считал, что для того чтобы
какой-то и; едмет двигался, на него надо оказывать по-
постоянное воздействие. По мнению Аристотеля, единст-
12

венным естественным состоянием является состояние по-
покоя. Новое утверждение получило название теоремы тол-
толчка, которую мы сегодня называем теоремой количества
движения. Смысл ее заключается в том, что равномерное
движение тела не требует объяснения, а требует объясне-
объяснения лишь изменение в импульсе тела, в его количестве
движения. Этот взгляд, как вы знаете, представлял также
точку зрения Галилея, и мы называем преобразование ко-
координат, которое подчеркивает беспричинный характер
равномерного движения, преобразованием Галилея, хотя
название было дано этому явлению без разрешения Га-
Галилея и без достаточных на то исторических оснований.
Сущность преобразования в следующем: поскольку
равномерное движение беспричинно, между равномерно
движущимися телами существует взаимное сходство и
при описании их можно использовать аналогию.
Преобразование Галилея позволяет по координате х
тела, находящегося в состоянии покоя в момент време-
времени t, определить координату, время и скорость, наблюда-
наблюдаемые в системе, в которой указанное тело движется рав-
равномерно со скоростью v:
х' = х + vt,
t'=t.
Представьте, что какое-то тело находится в состоянии
покоя в точке х и вы смотрите на него в момент време-
времени t. Теперь предположим, что вы движетесь до отноше-
отношению к данному телу со скоростью — v. Тогда коорди-
координата тела будет х'\ время же при этом не изменится, а
любая скорость V, которая может появиться в первона-
первоначальной системе, появится как новая скорость V в но-
новой системе, таким образом, что
V = V + v.
- Это и есть инвариантность Галилея — и это есть про-
просто здравый смысл. Отсюда следует, что если частица
просто движется в некотором направлении, то координа-
координата ее увеличивается в силу того, что частица находится
в движении, время же не меняется под влиянием скоро-
скорости, а скорости суммируются. Эта теорема толчка, разу-
разумеется, и есть первый закон Ньютона. Ньютоновские за-
койы движения гласят, что силы, создающие ускорения,
инвариантны при таком простом преобразовании.
18

Применяя законы Ньютона, невозможно отличить одно
равномерное движение от другого. Они релятивистские
в том смысле, что относительное движение можно наблю-
наблюдать, — однако абсолютное движение, пока оно равно-
равномерно, т. е. пока оно происходит без ускорения, наблю-
наблюдать невозможно.
Начиная с Ньютона и до самого конца XIX века, фи-
физики на основании этих законов построили чрезвычайно
точную и красивую науку, охватывающую механику не-
небесных тел Солнечной системы, теорию газов, поведение
жидкостей, упругие колебания, звук, — они построили
столь стройную и разнообразную, всеохватывающую
и, видимо, всесильную систему, что дальнейшее развитие
даже трудно было предвосхитить.
Мне кажется, что единственное ясно выраженное
сомнение относительно преобразования Галилея и меха-
механики Ньютона встретилось мне в труде Эйлера, написан-
написанном примерно за сто лет до появления теории относи-
относительности. Поскольку между фиксированной звездой и
Землей имеет место относительное поперечное смещение,
то звезда видна под углом, отличающимся от истинного
направления. Эйлер установил, что при расчете данного
отклонения в системе, связанной со звездой, и в системе,
связанной с Землей, результаты не совпадали. В экспе-
эксперименте разница была столь незначительна, что он не
стал дальше рассуждать по этому поводу. Он лишь от-
отметил наличие этой разницы.
Но в начале XIX века и с нарастающим напряжени-
напряжением в течение этого столетия велись исследования в дру-
другой области физики. Эти исследования не касались во-
вопросов движения тел под действием сил тяготения. Они
касались свойств света и электромагнетизма. В отличие
от сегодняшнего дня в то время не возникал вопрос, яв-
является ли гравитация силой, действующей на расстоя-
расстоянии, или же сила притяжения распространяется непо-
непосредственно от одного тела к другому. В то время не бы-
было (да и сегодня тоже нет) надежных эксперименталь-
экспериментальных данных для установления разницы между этими дву-
двумя положениями. В принципе имеются хорошие средства
для решения этой проблемы, и мы полагаем, что ответ
нам известен, но мы его еще не проверили на практике.
Что же касается электромагнитных сил, то здесь поло-
положение совершенно иное.
14

Мне думается, вы все наблюдали картину, которая
получается, если на обычный стержневой магнит поло-
положить лист бумаги и насыпать железных опилок. При этом
железные опилки создают совершенно определенный ри-
рисунок, образуя вокруг полюсов магнита линии, напоми-
напоминающие параболы.
Уже в первой половине XIX века Фарадей наблюдал
это явление. Он полагал, что пространство вокруг
магнита, хотя и свободное от материальных тел, облада-
обладает физическим свойством, а именно наличием магнитно-
магнитного поля — силой, воздействующей на магнит. В самом
деле, мелкие железные опилки играют роль магнитиков.
Поле оказывает на них свое воздействие, они реагируют
на него и поле проявляется через них. Подобно этому при
приближении к заряженному электричеством стержню
или шару предмета, имеющего заряд того же знака, воз-
возникает противодействующая сила, которая отталкивает
его. Однако при приближении предмета с противополож-
противоположным зарядом возникает притягивающая сила. Эти явле-
явления имеют место, когда объекты не находятся в сопри-
соприкосновении: они порождаются неким свойством, характе-
характеризующим пространство, которое окружает электриче-
электрический заряд или магнит. Фарадей говорил о силовых ли-
линиях и трубках, об электрических и магнитных потенци-
потенциалах (это слово употреблено не в техническом значении),
существующих в пространстве. Фарадей считал, что эти
поля оживляют пространство. Поля можно было изме-
измерить: можно было определить их направление и их силу.
Они были столь же осязаемы, как и реальные предметы,
но они существовали в вакууме. В самом деле, поля дей-
действительно существуют в вакууме. Наличие атмосферы
не имеет к ним никакого отношения. Они видоизменяют-
видоизменяются при наличии материальных тел, если таковые там при-
присутствуют, но в то же время они существуют и в отсутст-
отсутствие этих тел. Конечно, это чем-то напоминает преслову-
пресловутый эфир, т. е. пустое пространство, обладающее опреде-
определенными свойствами.
Фарадей показал, что если быстро изменять магнит-
магнитное поле, то появляется электрическое поле, а Максвелл
теоретически доказал, что достаточно быстрое изменение
электрического поля приводит к возникновению магнит-
магнитного поля. Позже этот эффект получил подтверждение,
хотя проверить его экспериментально значительно труд-
15

нее, чем результат Фарадея. Действительно, Максвелл
предсказал, что такого рода колебания поля, при кото-
которых электрическое и магнитное поля генерируют друг
друга, могут свободно распространяться в отсутствие ка-
каких-либо зарядов и токов. Он произвел расчет скорости
распространения колебаний и нашел, что она равна ско-
скорости света.
Таким образом, это поле Фарадея «деятельно». Оно
не просто сосредоточено вокруг зарядов и магнитных ди-
диполей, оно передает электромагнитные волны. Оно пере-
передает все волны, которые питают телевизоры, управляют
ракетами и позволяют нам благодаря радио наслаждать-
наслаждаться замечательными плодами нашей культуры. Это поле
передает свет и тепло, многие формы излучений высокой
энергии — проникающие излучения, которые играют
большую роль в ядерной физике. (Реальность созданных
человеком длинных электромагнитных волн была уста-
установлена Герцом в конце XIX века.) Это густо заселенное
пространство, которое полно всяких электрических и
магнитных явлений, следующим образом связано с дви-
движущимися частицами: если мы имеем заряженный пред-
предмет, то он, безусловно, реагирует на силу тяготения (это
универсальная сила), но он также реагирует на электри-
электрические поля, а если он в движении — то и на магнитные
поля. Этот предмет ощущает дополнительный импульс,
так как электрическое поле толкает его в направлении
поля, а магнитное поле толкает его под прямым углом к
полю и к направлению его собственной скорости. Законы
этих воздействий на заряды были уже довольно хорошо
изучены в конце прошлого и в начале нынешнего века,
во всяком случае в той мере, в какой они касались пред-
предметов, движущихся не с чрезмерно большими скоростя-
скоростями. Однако концепция Максвелла о распространении
электромагнитных волн света и вся основа его теории,
равно как и интуитивное представление Фарадея о прост-
пространстве, сплошь заполненном полями, не согласовыва-
согласовывались со свойством инвариантности Галилея. Это следует
из общих соображений, так как если пространство за-
заполнено электрическими и магнитными полями, оно не
обязательно должно представляться тем же самым для
наблюдателя, который движется по отношению к нему.
Говоря более точно (и это действительно вызывает сво-
своего рода недоумение), надо отметить, что в соответствии
16

с теорией Максвелла скорость света есть нечто фиксиро-
фиксированное. Полученный им результат очень близок к наб-
наблюдаемым данным. Но если я движусь относительно
среды, заполненной полями, то я должен как будто при-
применить формулу V'=V-\-v, из которой вытекает, что
скорость видимого мною света составляет сумму (или
разность) скорости моего движения и скорости света в
среде. Скорость видимого мною света может быть боль-
больше или меньше, в зависимости от того, приближаюсь ли
я к источнику света или удаляюсь от него. Именно это
мнение и господствовало в конце прошлого и в начале
нашего века. Однако оно было опровергнуто многочис-
многочисленными косвенными методами и одним прямым экспе-
экспериментом, одним из великих и решающих экспериментов
в истории науки.
До того как эксперимент был проведен, представля-
представлялись возможными, по крайней мере три альтернативы.
Во первых, можно было предположить, что существу-
существует система, в которой имеются электрические и магнит-
магнитные поля, описываемые уравнениями Максвелла и под-
подчиняющиеся им в своем поведении, и эта система уни-
уникальная; к ней применимо понятие абсолютного покоя,
а все, что движется по отношению к этой системе, имеет
вследствие своего движения другое физическое поведе-
поведение. Принять такую альтернативу — значило отказать-
отказаться от закона инвариантности, полностью отказаться от
идеи относительности, т. е. от относительности равномер-
равномерного движения.
Во-вторых, можно было бы утверждать, что уравне-
уравнения Максвелла, несмотря на то что они объясняют ог-
огромное множество явлений, в каком-то смысле непра-
неправильны, но сделать это было чрезвычайно трудно после
полувекового успеха.
В-третьих, можно было бы сказать: «Относительность
существует, и Максвелл прав, но уравнения Галилея не
описывают преобразования относительности». Никто
этого не сделал, пока положение не стало действительно
отчаянным.
А положение стало отчаянным после проведения экс-
эксперимента Майкельсона — Морли. Готовясь к этим лек-
лекциям, я просмотрел записи лекций Эйнштейна, которое
он читал в Принстоне в 1921 году. Говоря об экспери-
эксперименте Майкельсона—Морли, он сказал, что считает ре-
17

зультаты эксперимента известными его слушателям. Я
подумал, что мне не следует поступать точно так же, как
он, поскольку этот опйт был сделан довольно давно.
Майкельсон измерил время, которое потребовалось све-
свету, чтобы пройти небольшой путь туда и обратно в ла-
лаборатории. При этом он хотел проверить, будет ли полу-
получен один и тот же результат, если свет идет параллель-
параллельно направлению движения Земли вокруг Солнца и пер-
перпендикулярно к нему. Ожидаемая разница должна быть
чрезвычайно незначительной, и нужна была большая
виртуозность, чтобы обнаружить ее.
Майкельсон проделал указанный эксперимент, повто-
повторил его снова и снова. Приборы Майкельсона обладали
достаточно высокой чувствительностью, чтобы измерить
скорость движения Земли относительно эфира (если он
существует), регистрируя изменение скорости света
в зависимости от того, движется ли Земля в том или ином
направлении по отношению к эфиру, — среде, где скон-
сконцентрировано электромагнитное поле, — или вообще не-
неподвижна по отношению к нему. Он получил нулевой ре-
результат. Это было столь неожиданным, что эксперимент
повторялся на протяжении десятилетий со множеством
усовершенствований и во многих вариантах. Надо ли го-
говорить о травмирующем характере ответа!
Таким образом, нельзя полагать, что скорость света
зависит- от скорости его источника. Нельзя сомневаться
в правильности уравнений Максвелла во всех координат-
координатных системах. Нельзя также сомневаться в том, что пре-
преобразование Галилея не является точным описанием, это
лишь приближенное описание того, что происходит, ког-
когда наблюдаемая система находится в состоянии равно-
равномерного движения по отношению к нам.
Три человека нашли решение, но только один из них
сразу же осознал весь его смысл. Этим человеком был
Эйнштейн.
Эйнштейн сказал: «Постараемся понять ситуацию,
обусловленную тем, что мы не можем поддерживать
связь со скоростью, превышающей скорость светового
сигнала». Исходя из обычных эталонов, это довольно
большая скорость C • 1010 см1сек). В нормальных усло-
условиях мы не заметим никакого ограничения. Наши вело-
велосипеды никуда от нас не убегут. Но эта скорость — ко^
нечная, что вносит большое изменение в концепцию.
18

При отсутствии мгновенной связи и при необходимо-
необходимости сравнить информацию в двух различных пунктах сле-
следует принимать во внимание время, необходимое для то-
того, чтобы сообщение пришло из одного пункта в другой и
обратно. Например, пусть требуется синхронизировать
двое часов, находящихся на большом расстоянии друг от
друга. (Часы должны быть однотипными, желательно,
чтобы они были «естественными», например «атомными»,
так как это гарантирует их идентичность.) Естественно
было бы установить одни часы на среднее время между
временем выхода сигнала с противоположного пункта и
временем его получения после отражения. Понятие одно-
одновременности, которое интуитивно представляется чем-то
таким, что не должно зависеть от какого-либо движения,
вполне достоверно, когда предметы находятся в одной и
той же точке пространства. Но это понятие перестает
быть достоверным, если указанные предметы разделены
большими расстояниями и если речь идет об относитель-
относительных движениях со скоростями, приближающимися к ско-
скорости света.
Отсюда вытекает, что если действительно нельзя по-
посылать сигналы со скоростью, превышающей скорость
света, и если представление о такой возможности физи-
физически противоречиво, то следует говорить об относитель-
относительности понятия одновременности, т. е. о зависимости суж-
суждений об одновременности от скорости.
Существуют также и другие физические эффекты, ре-
регистрируемые приборами, предназначенными для изме-
измерения времени и расстояния. Поясняю, что под словом
«часы» я понимаю устройство, предназначенное для из-
измерения с максимально возможной точностью опреде-
определенных промежутков времени. Под словом «расстояние»
я подразумеваю нечто, измеряемое линейкой, которая
калибрована на основании дистанционного сравнения с
эталоном метра, находящимся в Париже. Таким обра-
образом, часы и линейки являются физическими предметами.
Чтобы не было противоречия с фактом существова-
существования предельной скорости, которая является не бесконеч-
бесконечной, а конечной скоростью света (обычно обозначаемой
с), необходимо отказаться от преобразования Галилея и
заменить его новым преобразованием — преобразовани-
преобразованием Лоренца, которое получило свое название по фами-
фамилии ученого, впервые выразившего его в математической
19

Это чрезвычайно простое преобразование Лоренца;
здесь v — относительная скорость обеих систем, а у— не-
некоторый коэффициент, близкий к единице, когда ско-
скорость v невелика по сравнению со скоростью света с, и
становящийся бесконечным (тем самым определяя пре-
предел применения этих преобразований) по мере прибли-
приближения величины v к скорости света с. Более того, это
преобразование ясно показывает предельный характер
скорости света.
Итак, вы видите, что интервал длины в одной коорди-
координатной системе окажется уменьшенным в отношении
1/у при наблюдении в движущейся относительно него
координатной системе.
•Вы видите также, что в различных координатных сис-
системах часы будут показывать разное время,-причем раз-
разница не только в масштабах, но зависит и от местона-
местонахождения часов. Вот в чем соль суждений об одновре-
одновременности. Кроме того, длительность процесса t, измерен-
измеренная в системе, в которой предмет находится в состоянии
покоя, увеличивается, преобразуясь в величину yt, если
наблюдатель движется относительно данного предмета
со скоростью v.
Итак, движение сокращает отрезки длины и увеличи-
увеличивает промежутки времени; оба эти обстоятельства учте-
учтены в преобразовании Лоренца. Далее формула преобра-
преобразования скорости V показывает, что если сложить две
скорости, весьма близкие к скорости света, то все равно
20
форме. Это преобразование должно определять коорди-
координату точки х и время t, если смотреть на эту точку из
системы, движущейся равномерно с некоторой ско-
скоростью — v\

превысить скорость света не удастся; удастся лишь не-
несколько приблизиться к ней.
Это вполне последовательная система не позволяет
рассуждать о свойствах относительного движения со
скоростью, превышающей скорость света, но она показы-
показывает, как толковать поведение реальных часов, стержней,
атомов и всего прочего. Указанные уравнения дают ин-
инвариантное описание физических явлений, описание, не
зависящее от характера относительного равномерного
движения, одинаково пригодное как для одной системы,
так и для другой. Этот формализм придает новое выра-
выражение старой геме Буридана, утверждавшего, что равно-
равномерное движение не требует причины; однако теперь с
установлением совершенно новой закономерности, кото-
которую нельзя было предвидеть на основе обычного опыта и
в соответствии с которой движение предметов со скоро-
скоростью, превышающей скорость света, невозможно, полу-
получается, что аналогом бесконечной скорости является ско-
скорость конечная.
Если принять эту точку зрения, то, естественно, воз-
возникает вопрос, остаются ли инвариантными не только
уравнения электромагнитного поля Максвелла, но и
уравнения движения заряженных и нейтральных частиц,
имеют ли они все одинаковое содержание, независимо
от системы координат, в которой мы описываем явления,
при условии, что речь идет только о равномерном движе-
движении. Разумеется, так мы поступаем, рассуждая и о са-
самых обычных вещах. Если, например, в задаче имеется
полная симметрия, без выделения какого-либо направле-
направления, то нам наверняка захочется рассуждать таким об-
образом, чтобы сохранить эту симметрию в нашем описа-
описании; если в пространстве нет ничего, что делало бы одну
точку отличной от другой, то нам захочется дать такое
описание, которое было бы одинаково верным как в го-
городе Чикаго, так и в городе Гамильтоне *.
Подобно этому, в данном случае нам хотелось? бы по-
получить описание, которое было бы в равной мере вер-
верным независимо от относительной скорости рассматрива-
рассматриваемых предметов или от того, что делает наблюдатель в
момент наблюдения за этими-предметами.
Такое предположение было сделано и относительно
уравнений механики, и сразу же стало понятно, что урав-
* Город Гамильтон находится в Канаде. — Прам. перев.
21

нения Ньютона неверны. Это ясно a priori, так как если
ускорение пропорционально силе и обратно пропорцио-
пропорционально массе, то нет никаких причин для того, чтобы не
достигнуть скорости, превышающей скорость света. Сле-
Следовательно, что-то мешает этим силам быть столь эффек-
тивными% указывая на то, что масса тела фактически не
постоянна. В самом деле, если теоретическая механика
должна согласовываться с требованием постоянства ско-
скорости света и относительности в этом ограниченном смы-
смысле, то масса тела должна следующим образом увеличи-
увеличиваться с возрастанием скорости:
Здесь А Г — изменение кинетической энергии, a Am —
соответствующее изменение массы.
Поскольку общее количество энергии в системе не ис-
исчезает и не увеличивается, а сохраняется, то соображе-
соображения относительно изменения кинетической энергии спра-
справедливы и для всех видов энергии вообще; следователь-
следовательно, изменение энергии и изменение массы взаимосвяза-
взаимосвязаны, причем изменение энергии равно изменению массы,
умноженной на квадрат скорости света. Этот случай было
бы неплохо пояснить математически, что сэкономило бы
время; но это есть прямое и неизбежное следствие чисто
кинематических связей, которые я выразил письменно с
помощью преобразования Лоренца.
Еще один важный момент заключается в том, что это
преобразование в гораздо большей степени выражает
взаимосвязь понятий пространства и времени, нежели
преобразование Галилея. До известного предела нельзя
считать пространство и время взаимозаменяемыми. Они
различны по присущему им характеру. Часы есть часы, а
линейка есть линейка. Линейкой нельзя измерять время,
83
Здесь то — масса покоящегося тела, а т — масса
тела, движущегося со скоростью V. Это и есть источник
плодотворных размышлений Эйнштейна, так как если
масса тела растет вместе со скоростью, то возрастает и
его кинетическая энергия. Закон изменения кинетической
энергии определяется соотношением

а часами нельзя измерять координаты. Но и то и другое
меняется при относительном движении. Разумеется, вы
не ограничены только прямолинейным движением отно-
относительно исследуемого предмета, вы можете повернуться
или переместиться в иную точку пространства. Весь ком-
комплекс движений, как-то: вращение, параллельный пере-
перенос (выбор иного начала координат, т. е. иной исходной
точки), а также равномерное движение в каком-либо на-
направлении — все это вместе составляет замкнутое мно-
множество операций, образующих группу Лоренца. С помо-
помощью указанных операций нельзя преобразовать какой-
либо пространственный интервал во временной и наобо-
наоборот. Однако с их помощью можно изменить «направле-
«направление» пространственного отрезка и придать ему некое вре-
временное качество. То же можно проделать и с временны-
временными отрезками.
Эта система, — специальная теория относительно-
относительности, — которая правильно предсказывает поведение
стержней и часов при движении, стала абсолютно всепро-
всепроникающей чертой физики. Она используется буквально
во всех областях ядерной физики, во многих об-
областях атомной физики и во всех областях физики, изу-
изучающих элементарные частицы. Эта теория проверялась
и перепроверялась многими различными способами. Она
представляет собой богатейшую часть нашего научного
наследия. Например, многие частицы, создаваемые в ат-
атмосфере космическими лучами, неустойчивы. Им прису-
присуща естественная тенденция распадаться с превращением
в другие частицы. Но при чрезвычайно быстром движе-
движении частиц скорость распада уменьшается. Соответст-
Соответствующее правило выражается следующим простым обра-
образом:
т' = т(/ — F2/c2I/2=t/y,
где т — скорость распада, когда частицы находятся в
состояния покоя, а %' — скорость распада при движении
частиц со скоростью V. Это явление можно наблюдать,
и оно весьма наглядно. Мы еще не наблюдали случаев,
чтобы люди оставались молодыми, однако мы наблюда-
наблюдаем миллиарды нестареющих частиц. .
Еще один момент, который несколько выпадает из
хронологического порядка. Я уже упоминал о вращени-
вращениях, параллельных переносах и равномерных движениях,

входящих в группу Лоренца, но есть и еще одна часть
группы Лоренца, которая не столь просто связана с
этими операциями. Вращая правую руку, нельзя превра-
превратить ее в левую. Добиться того, чтобы одна рука была
конгруэнтна другой, можно только с помощью зеркаль-
зеркального отображения. Можно попытаться вертеть руками
туда и сюда, но превратить с помощью вращения одну
руку в другую невозможно. Можно было бы подумать,
что если вращение не вызывает никакой физической раз-
разницы, то и зеркальное отражение также ее не вызовет:
если пространство столь изотропно, что в нем нет никако-
никакого выделенного направления, то не будет иметь никако-
никакого значения, является что-то правым или левым. Оба рас-
расположения, казалось бы, равновероятны, и все дело толь-
только в случайном характере асимметрии человека.
В этот закон инвариантности верили по крайней мере
лет тридцать. Было обнаружено множество блестящих
примеров, позволяющих классифицировать состояния
атомных и ядерных систем в зависимости от того, оста-
оставались ли они неизменными в результате зеркального от-
отражения или же в результате такого отражения их знак
менялся. В обоих случаях можно было сказать, что при
любом допустимом в физике движении или явлении зер-
зеркальное отображение также возможно. Если можно сде-
сделать так, чтобы вращалось колесо и при этом стрелка
была направлена вверх, то можно оставить колесо вра-
вращающимся в том же направлении, но изменить лишь на-
направление стрелки, а это будет зеркальным отображени-
отображением. Такие вещи существуют в физике. В самом деле, ней-
нейтрино является ярким примером этого. Лишь несколько
лет тому назад возникло сомнение в том, что любая си-
система в природе обязательно имеет зеркальное отображе-
отображение, лишь бы оно было совместимо с законами природы.
Самнения эти вызывали столь большое беспокойство и
были столь глубокими, что Ли и Янг решили провести
специальное исследование и обнаружили, что в случае оп-
определенного класса очень слабых сил и очень медленных
реакций это правило фактически не получает экспери-
экспериментального подтверждения. И они, вернее не они, а их
друзья, поставили эксперименты и установили, что в
этом конкретном проявлении природа отдает решитель-
решительное предпочтение правым, а не левым системам, но в дру-
других случаях она отдает предпочтение обратным систе-
24

мам. Это очень странно и чрезвычайно неожиданно, но
возможно лишь потому, что нельзя с помощью вращения
или параллельного переноса получить зеркальное ото-
отображение.
Теперь мы более или менее убеждены в том, что если
какая-либо конфигурация возможна, то возможно и зер-
зеркальное отображение при условии полной замены поло-
положительных зарядов на отрицательные и наоборот и об-
обратного движения во времени. Но это единственное, что
нам твердо известно.
Теория относительности вторглась во все области фи-
физики. Хотелось бы подчеркнуть, что весьма странные ве-
вещи, кажущиеся нередко парадоксальными, которые.на-
которые.нашли свое воплощение в специальной теории относитель-
относительности, на самом деле не являются парадоксальными в
том смысле, что их нельзя толковать как противоречия
между различными экспериментами. Они не находятся в
противоречии с природой, однако вносят большое изме-
изменение в те воззрения, которые сложились за минувшие
столетия как у ученых, так и у рядовых людей, воззре-
воззрения, ставшие для них привычными за всю историю чело-
человеческой мысли. То, что свет движется со скоростью, ко-
которую нельзя ни увеличить, ни уменьшить путем переме-
перемещения источника света, что предметы сокращаются, ког-
когда они находятся в движении, что процессы, происходя-
происходящие во время движения, замедляются, в особенности ес-
если движение происходит . при скоростях, близких к
скорости света, — все это составляет новые элементы кар-
картины природы. Теория же относительности придала сог-
согласованность и осмысленность связям между этими яв-
явлениями. Такие сокращения предметов и замедления со-
событий, конечно, взаимны, и это несколько парадоксаль-
парадоксально. Довольно трудно себе представить, что если движу- т
щийся относительно вас объем материи сплющивается в
направлении своего движения, то и себя вы должны уви-
увидеть сплющенным, случись вам оказаться связанным с
этим объемом материи и посмотреть на себя из исходно-
исходного положения; тем не менее это так; то же относится и
ко времени. Это и есть сущность парадокса близнецов.
Верно и то, что при изменении массы может произойти
соответствующее чудовищное изменение энергии. Знание
этого одновременно и обнадеживает, и настораживает
нас. Нельзя быть уверенным в том, что по мере вторже-
2&

ния в миры чрезвычайно малых размеров (я имею в виду
не обычные атомные размеры, а размеры в несколько
миллионов раз меньше) мы сможем точно представить
себе, что означает утверждение: «Ничто не может дви-
двигаться быстрее света». Мы, однако, убеждены, что ставим
под сомнение не то, что не может быть скорости, превы-
превышающей скорость света, а так называемое понятие «ни-
«ничто». Нам не совсем ясно, что означает «ничто» в этой
области.
Сейчас я подхожу к обобщению теории относитель-
относительности, которая охватывает обширную область, начиная
с вопросов неравномерных движений и кончая вопросами
природы тяготения. Общая теория относительности весь-
весьма непохожа на любую другую часть физики и, как я
уже говорил, является чем-то таким, что мы, возможно,
начали бы постигать только сейчас, если бы Эйнштейн не
сделал этого более сорока лет тому назад. Частично это
является следствием того, что гравитация, по сравнению
с электричеством, — чрезвычайно слабая сила, которая
может проявляться только тогда, когда речь идет о до-
довольно больших телах, таких, как Земля, Солнце и даже
меньших телах, но не о телах, соизмеримых с атЬмом. По-
Поэтому экспериментальное изучение гравитационных яв-
явлений представляет труднодоступную задачу, так как
объекты исследования слишком велики, чтобы ими мож-
можно было свободно манипулировать.
Можно было бы предположить, что гравитация по-
подобна электричеству в том смысле, что она создает в ва-
вакууме поля, которые можно измерять и которые распро-
распространяются со скростью света. В какой-то мере это вер-
верно, но тут есть два огромных различия. Первое заключа-
заключается в следующем: одноименные заряды отталкиваются,
в то время как любые массы притягивают друг друга. Это
уже означает, что сущность данных явлений не может
быть одной и той же. Другое различие состоит в том, что
гравитация — явление универсальное; все тела подчи-
подчиняются одним и тем же закономерностям, когда на них
действует лишь одна сила тяжести; об этом говорит
принцип эквивалентности, сформулированный Галиле-
Галилеем. Однако, если вы попытаетесь разработать теорию тя-
тяготения, подобную насколько возможно теории электри-
электричества или теории магнетизма (а такие попытки пред-
предпринимались только в течение последнего года или двух),

то окажется, что в противоположность строго предопре-
предопределяемым эффектам воздействия равномерного движе-
движения на результаты измерения влияние гравитационных
полей на поведение линеек и часов является более слож-
сложным и глубоким.
Если вести эти исследования и дальше, то неизбеж-
неизбежно будут сделаны два вывода, свидетельствующие, что
тяготение существенным образом отличается от элект-
электричества и магнетизма.
Во-первых, в результате воздействия тяготения на
стержни и часы измеряемое ими пространство, которое
на небольшом протяжении и в течение короткого времени
всегда кажется плоским, на большом протяжении оказы-
оказывается искривленным, подобно поверхности двухмерного
яйца. Кривизна пространства может изменяться от точки
к точке и > сама является выражением гравитационных
воздействий, происходящих в данном пространстве.
И во-вторых, поскольку поле тяготения, так же как и
электромагнитное поле, обладает потенциальной энер-
энергией и поскольку тяготение создается любой массой, а
следовательно, любой энергией, тяготение создает тяго-
тяготение и гравитационные поля не являются линейными в
том смысле, что, если имеется две гравитационные вол-
волны, эффект одной не просто накладывается на эффект
другой, а эти волны взаимодействуют. Точно так же,
если вокруг Солнца имеется гравитационная волна и
гравитационное поле, они взаимодействуют. Ко всем этим
выводам можно прийти довольно банальным путем —
на основании аналогии с электричеством и магнетизмом.
Подход же Эйнштейна был совершенно иным. Он изу-
изучал вопрос с дв>х точек зрения. Во-лервых, с точки зре-
зрения единообразия движения в гравитационном поле, что
привело его к возможности геометрического толкования
явления. Во-вторых, с точки зрения того, что принцип от-
относительности в философском аспекте не следует огра-
ограничивать рамками равномерного движения.
Если вокруг нет ничего, как можно установить, про-
происходит ускорение или нет? Это можно определить толь-
только в сравнении с чем-то, что не имеет ускорения. Но ведь
известно, что ускоренное движение отличается от рав-
равномерного, поскольку последнее мы не чувствуем, в то
время как ускорение ощущается нами, а, кроме того,
различные явления реагируют на него.

Эйнштейн обнаружил, что равномерное ускорение во
всех своих физических проявлениях есть абсолютно то
же самое, что и однородное гравитационное поле. Это
еще один из принципов эквивалентности. Поэтому Эйн-
Эйнштейн пришел к мысли, что проблема изучения неравно-
неравномерных движений и проблема объяснения гравитации
взаимосвязаны и даже идентичны.
Если вы движетесь в некотором свободном от каких-
либо объектов пространстве, вы не можете сказать, как
велика ваша скорость, покуда не сравните свое движе-
движение с каким- либо другим телом, например с Землей,
Солнцем или звездами. При движении же рывками, с
ускорением и замедлением, можно даже при задвину-
задвинутых шторах, без каких-либо ориентиров определить, что
что-то происходит, и даже измерить происходящие изме-
изменения. Поэтому нельзя говорить об относительном ха-
характере движения вообще, движения по кругу, движения
с ускорениями и замедлениями, движения рывками в же-
железнодорожном вагоне, так как внутри движущегося
предмета (железнодорожного вагона, лифта или раке-
ракеты) можно ощущать толчки, тягу, повороты, рывки и
т. п., а также измерять все это с помощью приборов.
Можно было бы сказать, что относительное равномерное
движение в самом деле относительно, что ни один закон
природы не должен оказывать предпочтения одному ви-
виду такого движения в ущерб другому, но ускоренные
движения, хотя бы те, которые имеют место в нашей
части Вселенной, не относительны, так как рывки нами
явно ощущаются. Тем не менее теория Эйнштейна об
ускоренном движении называется общей теорией отно-
относительности. Этот термин неудачен. Теорию Эйнштейна
скорее следовало бы назвать общей теорией неотноси-
неотносительности, если бы не один ключевой момент чрезвычай-
чрезвычайной важности, который хотя и был ранее известен, был
"осознан и выдвинут на первый план только Эйнштейном.
Находясь в ящике, из которого невозможно выгля-
выглянуть, в котором можно делать лишь внутренние измере-
измерения, человек, ощущающий равномерное ускорение, не
может определить, вызвано ли это ускорение прямым
воздействием на ящик какой-либо силы или же-указан-
же-указанное ощущение вызвано однородным гравитационным
полем. Проще всего это подтверждается свободным па-
падением, во время которого можно заметить, что ни тяго-
28

тение, ни ускорение не ощущаются. На самом же деле
и ускорение, и гравитационное поле налицо, но они
взаимно аннулируют друг друга. Не следует это прове-
проверять, выпрыгивая из окна, но если человек часто лета-
летает на самолетах, то он может оказаться в подобном по-
положении. Поэтому Эйнштейн пришел к выводу, что изу-
изучать движение более общего характера можно только с
учетом явлений гравитации. Надо сказать, что этот
принцип (т. е. то, что гравитационные поля и ускорения
в значительной мере эквивалентны) часто называется
принципом эквивалентности. Он тесно связан с принци-
принципом Галилея, гласящим, что-если действуют исключи-
исключительно гравитационные силы, то все тела движутся оди-
одинаковым образом. Если бы принцип Галилея был иным,
нельзя было бы заменить гравитацию ускорением, кото-
которое для всех тел явно одинаково. В формулировке Эйн-
Эйнштейна теория гравитации и теория общего* движения
неразрывно связаны.
Но эту проблему можно, кажется, решить более пря-
прямым путем, и в последние годы был разработан менее
блистательный метод. Можно предполагать, что грави-
гравитационные силы, так же как и электромагнитные, явля-
являются дальнодействующими силами, влияние которых
медленно ослабляется по мере увеличения расстояния.
Отсюда вытекает, что теорию гравитации, естественно,
следует строить по аналогии с интуитивными представ-
представлениями Фарадея и уравнениями Максвелла, описываю-
описывающими явление электромагнетизма, поведение электро-
электромагнитных волн, а также поля вокруг магнитов и заря-
зарядов. Однако с самого начала необходимо учитывать
один немаловажный факт, определяющий различие меж-
между этими явлениями, а именно: в то время как одноимен-
одноименные заряды отталкиваются, любые массы взаимно при-
притягиваются. С учетом всего сказанного можно получить
результат, который воспроизводит теорию тяготения
Ньютона для не слишком сильных полей (а в мире,
возможно, вообще не существует сильных гравитацион-
гравитационных полей), которые, кроме того, не слишком быстро ме-
меняются во времени, так что вопрос о конечности скоро-
скорости света не играет никакой роли. Такая теория включа-
включает оба принципа эквивалентности, как принцип Галилея,
так и принцип Эйнштейна. Помимо того, из нее вытека-
вытекают некоторые интересные физические следствия, кото-

рые также были предсказаны Эйнштейном. Например,
обе теории предсказывают, что при падении света в гра-
гравитационном поле он становится более синим, так как
частота увеличивается, а длина волны уменьшается и
свет из красного превращается в синий. Недавно в Гар-
Гарвардском университете был проведен чрезвычайно точ-
точный и, по-моему, очень изящный эксперимент. Во время
этого эксперимента свет свободно падал с третьего эта-
этажа здания физического факультета в подвал. Можно бы-
было наблюдать степень увеличения голубизны света, ко-
которая соответствовала относительному изменению дли-
ны волны на 10~14, что не так уж много. Кроме того, как
и предвидел Эйнштейн и как ранее предполагалось дру-
другими учеными, свет при прохождении через гравитацион-
гравитационное поле вблизи Солнца или вблизи какой-либо звезды
отклоняется.
Наконец, и это важнее всего, если еще дальше раз-
развивать аналогию между гравитацией и электромагнетиз-
электромагнетизмом, окажется, что между ними существует одно очень
большое и глубокое различие.
Чтобы объяснить причину этого различия, потребует-
потребуется не так уж мало писать на доске. Однако, чтобы по-
понять, в чем заключается суть различия, много писать,
по-моему, не придется.
Я буду применять слово «пространство» для обозна-
обозначения четырехмерного многообразия, состоящего из при-
привычного трехмерного мира, к которому добавлено чет-
четвертое измерение — время; песледнее нельзя полиостью
и безоговорочно отделять от пространственных интерва-
интервалов, поскольку эти понятия взаимосвязаны, как мы уже
выяснили при рассмотрении равномерного движения.
При исследовании пространства с помощью простых ли-
линеек и часов оказывается, что это реальное пространст-
пространство не есть пространство Евклида, это не есть простран-
пространство геометров-классиков, поскольку оно имеет некую
структуру и некие присущие ей искажения. Это не есть
пространство, которое изображается на бумаге и изме-
измеряется при помощи линейки. Весьма трудно представить,
по крайней мере мне, четырехмерные континуумы, в осо-
особенности если одно из измерений не расстояние, а время.
Но можно ведь представить обычную двухмерную пло-
плоскость и предположить, что четырехмерный континуум —
аналогичная математическая абстракция, которая легко
30

поддается математическому описанию, но которую визу-
визуально представить себе намного труднее.
То, о чем мы говорим, не есть аналог плоской повер-
поверхности, а аналог чего-то имеющего своеобразно изогну-
изогнутую форму. Локально, в пределах небольших размеров
любая искривленная поверхность, если у нее нет хребта,
ровная и выглядит как плоскость. Но если по ней прой-
пройти некоторое расстояние, то присущее пространству ис-
искажение начинает явственно выступать. Например, сум-
сумма углов треугольника не составит развернутый угол
A80°), и теорема Пифагора не будет правильной. Кроме
того, здесь возникнут многие геометрические осложне-
осложнения. В достаточно сильном и неупорядоченном гравита-
гравитационном поле такого рода искажения выражаются в ха-
характере пространства и времени, и их даже можно об-
обнаружить путем конкретных измерений. Отсюда выте-
вытекает, что, если принять гравитационную аналогию элек-
электромагнетизма, можно прийти к результатам, подобных
которым нет в электромагнетизме. И если внимательно
к ним присмотреться, можно обнаружить, что это и есть
теория Эйнштейна или же что-то весьма близкое и по-
подобное теории Эйнштейна.
Но сорок пять лет назад Эйнштейн шел не этим пу-
путем. Он разработал свое описание гравитации на основе
нескольких довольно общих идей. Одна из них — это
идея о том, что силы гравитации-определяются матери-
материей и находят свое выражение в геометрии пространст-
пространства — времени. Каковы же определяющие ^свойства мате-
материи? Конечно, не цвет, а те свойства, которые явно отно-
относятся к ее массе, энергии, импульсу или инерции, и дру-
другие, связанные с этими характеристики, дающие вместе
целостное представление о материи. В данном случае я
бы добавил, что электричество и магнетизм, поскольку
они обладают энергией, также дают свой вклад в грави-
гравитационные поля. Другой важный момент заключается в
том, что неотъемлемые свойства геометрии целиком оп-
определяют силы гравитации, которые действуют на тела.
Мы употребили термин «неотъемлемые», чтобы подчерк-
подчеркнуть, что нас не интересует вопрос о геометрической ин-
интерпретации в терминах пространственных координат;
нас интересует вопрос о тех свойствах, которые опреде-
определяют структуру пространства — времени. Таким обра-
образом, с одной стороны, «неотъемлемая» геометрия опре-
81

деляется распределением материи, а с другой — реакция
материи на тяготение целиком определяется геомет-
геометрией.
В самом деле, материальное тело в пространстве —
времени движется по наиболее «прямой» линии, опреде-
определяемой характером геометрии.
Из этих двух основных моментов и исходил Эйн-
Эйнштейн, но они не привели его ни к чему опре-
определенному.
Кроме того, Эйнштейн рассмотрел те предельные слу-
случаи, для которых ему был известен правильный ответ.
Один из них — теория тяготения Ньютона, которая, как
я уже сказал, верна для не слишком сильных полей, ес-
если последние не подвергаются со временем слишком
большим изменениям. Второй случай соответствует ут-
утверждению, что пространство и время в пределах доста-
достаточно малой области должны быть плоскими и в этой
области справедливы преобразования Лоренца специаль-
специальной теории относительности.
Это и есть четыре элемента, так называемые четыре
постулата Эйнштейна. Пятый постулат, который никто
никогда не сможет истолковать, состоит в том, что тео-
теория должна быть простой. В этом случае я бы сказал,
мы стоим перед тем фактом, что лишь изобретя правиль-
правильную систему обозначений и исходя из правильных ма-
математических идей, можно сделать вывод о простоте или
сложности той или иной теории. После долгих мучений
и многих лет безуспешных попыток, т. е. после многих
лет, в течение которых изложенные мною идеи физики
стали уже ясными, Эйнштейн наконец натолкнулся на
раздел математики, созданный другими учеными, кото-
который явился идеальным средством для изложения на бу-
бумаге вопросов гравитации и общей теории относительно-
относительности *.
И все те, кто сегодня тщетно пытаются придать
этой теории более прозаический характер, не могут не
восхищаться богатством воображения, смелостью и кра-
красотой того, что сделал Эйнштейн. Что же касается пра-
правильности или ошибочности его теории — это уже дру-
другой вопрос.
* Этим разделом математики является тензорный анализ. —
Прим. ред.
82

Она, безусловно, правильна во всех тех частностях,
о которых я говорил. Но пока что имеется очень немного
экспериментальных данных, подтверждающих специфи-
специфические черты этой теории, черты, которые не имеют ни-
ничего общего ни с электромагнитной теорией, ни с пло-
плоской пространственно-временной структурой, ни с тео-
теорией Ньютона. Мы, быть может, долго ждали того, что
мы уже узнали, но я не встречал ни одного физика, ко-
который бы не считал, что в действительности теория Эйн-
Эйнштейна родилась все-таки на основании замечательных
догадок. Однако нет никаких данных, которые опровер-
опровергли бы эту теорию. Таким образом, проблема простран-
пространства — времени еще не завершена. Я не беру на себя
смелость говорить о том, что будет дальше, но ясно, что
нерешенные вопросы есть еще в двух крайних об-
областях.
Одна из них касается масштаба того огромного, что
охватывает все, что мы видим в телескопы и слышим с
помощью радиотелескопов. Имеются в виду расстояния,
превышающие пять — десять миллиардов световых лет,
которые сейчас являются пределом. Мы видим, что Все-
Вселенная стремительно расширяется; мы еще не установи-"
ли в деталях ее пространственную структуру. Вопрос о
том, является ли пространство (сейчас я не говорю о вре-
времени) конечным или бесконечным, полностью открыт,
так как ответа на него сегодня нет, да и вряд ли будет
в ближайшем будущем. Эйнштейн считал, что простран-
пространство конечно, но это было потому, что он считал все
устойчивым и статичным. Изучая пространство, мы ви-
видим, что характерной особенностью является движение;
чем глубже мы заглядываем, тем больше возникает но-
новых вопросов, тем стремительнее удаляются от нас объ-
объекты; и мы не в состоянии ответить, прекратится ли этот
процесс или будет длиться вечно, и есть ли предел тому
расстоянию, которое мы можем наблюдать.
Другая область — это еще один нерешенный вопрос,
о котором я уже упоминал. Дело в том, что когда мы пе-
переходим к весьма малым размерам (я имею в виду не
размеры атомов и даже ядер, а размеры тех объектов,
из которых они состоят), то нельзя с точностью устано-
установить, до какого предела возможно различать близлежа-
близлежащие точки в пространстве и времени и в какой мере раз-
разделение таких точек имеет смысл. Но скажу одно. Здесь

дело не в искривлении пространства, ибо в этом случае
гравитация представляет силу, которой вполне можно
пренебречь; кроме того, предполагается^ что скорость
света и в этом случае является конечным пределом, ог-
ограничивающим скорость распространения всех физиче-
физических возмущений или сигналов. Исходя из этого предпо-
предположения, можно сделать далеко идущие выводы, и по
сей день ни один из этих выводов не был опровергнут
опытом, являющимся одним из могучих орудий совре-
современной физики.

2. Атом и поле
-lM-оя сегодняшняя лекция посвящена квантовой теории,
которая берет начало от двух параллельных и даже вза-
взаимно дополняющих друг друга исторических источни-
источников. Первый из них — это свойства электромагнитного
излучения (но не те, которые имеют значение для теории
относительности), второй — стремление познать струк-
структуру атома. Говоря о структуре атома, я имею в виду
атомы, с которыми имеет дело химик или специалист в
области спектроскопии, а не атомы, с которыми имеет
дело физик, работающий на гигантском ускорителе.
Второе направление также представляет интерес, но
фактически оно возникло в течение последних десятиле-
десятилетий и как следует не разработано, тогда как квантовая
теория приобрела почти законченный вид еще тридцать
пять лет назад.
Касаясь вопроса об электромагнитном излучении, сле-
следует прежде всего еще раз несколько подробнее остано-
остановиться на том, что переменное магнитное поле создает
электрическое поле, переменное же электрическое поле
генерирует магнитное, и этот процесс перекачки порожда-
порождает электромагнитные волны. Эти волны обладают весьма
важными, глубокими, хотя и несколько абстрактными
свойствами, которые являются общими для всех других
явлений, именуемых физиками волновыми процессами.
Всякая электромагнитная волна характеризуется векто-
векторами электрической и магнитной напряженности, кото-
которые колеблются во взаимно перпендикулярных плоско-
плоскостях; в частности, они могут совершать периодические во
времени колебания, принимая то положительное, то отри-
отрицательное направление и обращаясь в нуль при переходе
от одного к другому; эти векторы могут колебаться в про-
35

тивоположных фазах, так что когда напряженность элек-
электрического поля равна нулю, напряженность магнитного
поля максимальна, и наоборот; и все это движется со ско-
скоростью света в направлении, перпендикулярном к на-
напряженности как электрического, так и магнитного полей.
Это один из видов электромагнитных волн, рассмотре-
рассмотрением которых мы и ограничимся.
Волна характеризуется тремя параметрами: длиной
волны Я, частотой колебаний v и скоростью распростра-
распространен^ с. Длина волны измеряется расстоянием между
двумя соседними максимумами вектора электрической
напряженности. Частота определяется скоростью изме-
изменения электрического поля в данной точке со временем.
Произведение этих двух величин есть скорость распро-
распространения волны, равная для электромагнитной волны
скорости света, так что c = Kv. Можно определить дли-
длину и частоту любой волны, например звуковой волны
или волны, образующейся на поверхности воды. Произ^
ведение этих величин тоже определяет скорость волны,
т. е. соответственно скорость звука и скорость движения
гребня волны, распространяющейся в воде.
Важное свойство любого волнового процесса, будь то
распространение электромагнитных волн, распростране-
распространение звука, колебание водной поверхности (в последнем
случае особенно легко наблюдать явление, о котором
идет речь ниже), заключается в следующем. Если две
волны перекрываются в некоторой области пространст-
пространства и времени, то они взаимодействуют и соответствую-
соответствующие возмущения складываются. Например, напряжен-
напряженность электрического поля, обусловленного двумя элект-
электромагнитными волнами, равна сумме напряженностей
электрических полей каждой волны в отдельности. То
же относится и к напряженности магнитного поля.
30

Это означает, что при наложении двух волн электри-
электрические поля могут либо складываться (рис. 2, б), либо
гасить друг друга (рис. 2, а) в зависимости от взаимно-
взаимного расположения волн.
Весьма важно отметить, что интенсивность света
или электромагнитного излучения, переносимая ими
энергия и многие количественные характеристики вызы-
вызываемых ими эффектов пропорциональны не напряжен-
напряженности электрического поля, а квадрату напряженности.
Глядя на рис. 2, вы видите, что волны при интереферен-
ции могут складываться, в результате чего амплитуда
волны удваивается (рис. 2, б) и, следовательно, учетве-
учетверяется ее интенсивность; но волны могут также и гасить
друг друга, как показано на рис. 2, а, где одна волна с
достаточно большой положительно^ амплитудой пол-
полностью гасится другой, с такой же по величине, но отри-
отрицательной амплитудой.
Таковы общие свойства волн, которые я считал нуж-
нужным изложить, и сделал это, надеюсь, не совсем необос-
необоснованно. На них мы будем ссылаться в течение всей се-
сегодняшней лекции. Следует помнить, что эти свойства
характерны для всех видов волн: волн на поверхности
воды, звуковых и всех электромагнитных, в том числе
самых длинных радиоволн, используемых для радиопе-
радиопередач, микроволн, тепловых, световых, ультрафиолето-
ультрафиолетовых, рентгеновских, вплоть до самых высокочастотных,
которые могут вообще существовать.
87
Рис. 2.

Одно из следствий этого свойства волн заключается
в том, что световые волны от разных источников могут
интерферировать. Для иллюстрации приведу лишь два
примера. К одному из них мы еще вернемся.
На рис. 3 показаны источник S — диафрагма с очень
узкими щелями — и выходящие из этих щелей расходя-
расходящиеся световые волны. Кривые линии обозначают греб-
гребни световых волн: в точках совпадения гребней свет осо-
особенно интенсивен, а в точках совпадения гребня со впа-
впадиной волны света нет вообще. Таким образом, наличие
этих двух отверстий создает чередование ярких и затем-
затемненных областей, явление, которому нельзя было бы дать
объяснения, рассматривая распространение света от каж-
каждой щели в отдельности, и которое характеризуется дли-
длиной волны и расстоянием между щелями. Если бы было
много щелей, расположенных на одном и том же рассто-
расстоянии друг от друга, свет распространялся бы от них в
определенных направлениях, определяемых соотноше-
соотношением между длиной волны и расстоянием, разделяющем
щели. Такой набор щелей называется решеткой.
Сотни экспериментов показали, насколько изящно
можно объяснить явления распространения света, такие,
как отражение, прохождение через щели, дифракция на
решетке и дисперсия, с помощью простых представле-
представлений об интерференции световых волн. До сегодняшнего
дня не возникает ни малейшего сомнения в правильно-
Рис. 3.

сти такого описания. К нему прибегают всякий раз при
проектировании радиолокационной антенны, а также
npji анализе вопросов электромагнитного излучения и
его распространения вблизи различных объектов. СвеФ
или радиоволны от различных зазоров сходятся, причем
результирующая интенсивность зависит от разности фаз
взаимодействующих волн. В этом аспекте волны явля-
являются абстрактными в том смысле, что движение мате-
материи отсутствует * и нет никакого движущегося эфира.
В то же время эти воднк конкретны, поскольку сущест-
существуют электрические и магнитные поля, те самые, о кото-
которых столько мечтал Фарадей, поля, поддающиеся изме-
измерению. Гребень каждой волны соответствует значению
максимальной напряженности электрического поля в оп-
определенный момент времени, а каждая впадина — зна-
значению максимальной напряженности магнитного поля в
каждый момент времени. (Проводить такие измерения
для световых волн чрезвычайно утомительно, но когда
речь идет о длинных радиоволнах, то дело сводится к
довольно простому эксперименту, который хотя многому
и не научит, но зато подтвердит здравость вашего ума.)
Но вот на рубеже прошлого и нынешнего веков этой
гармоничной картине природы электромагнитного излу-
излучения был нанесен сильный удар, после которого она
уже не смогла приобрести прежний вид. Чтобы объяс-
объяснить случившееся, лучше было бы вообще не касаться
истории, но я расскажу, как открыл это Планк.
В газе, состоящем из молекул, каждая молекула в
среднем обладает одной и той же энергией, которая яа-
ляется мерой температуры газа. Если вы имеете элек-
тром^нитное поле в некотором замкнутом объеме, то
может показаться, что волна данной длины должна об-
обладать примерно той же энергией, как и любая другая,
и эта энергия пропорциональна температуре материи,
образующей замкнутое пространство и излучающей ука-
указанные волны. Уже с первого взгляда это представляет-
представляется абсурдным, поскольку согласно теории относительно-
относительности не существует предельной длины волны, ибо доста-
достаточно сесть в скорый поезд — и волны станут короче.
Следовательно, в любом ограниченном объеме простран-
* Это выражение недочно. Отсутствует лишь движение каких-
либо частиц вещества. Но свет не менее материален,' чем такие
частицы. — Прим. ред.
39

ства тепловое равновесие между материей и излучени-
излучением может наступить только при бесконечно большом
содержании энергии. Энергия попросту будет выкачи-
выкачиваться из материи, пока все не станет абсолютно холод-
холодным, поскольку вся энергия будет передана электромаг-
электромагнитному полю *. Как известно, это не соответствует
истине.
В поисках объяснения Планк воспользовался сле-
следующими известными ему фактами. Он знал, что для
электромагнитных волн чрезвычайно низких частот
закономерность, согласно которой все электромагнит-
электромагнитные волны в замкнутом пространстве обладают одина-
одинаковой энергией, соответствует истине. Он знал также, что,
когда дело касается чрезвычайно высоких частот, имеет
место совершенно иное явление; при этом энергия, ко-
которой обладает волна, равна энергии, которая была бы
необходима для образования так называемого кванта
энергии, характеризуемого величиной hv. Планк ввел по-
постоянную А, чтобы связать оба изученных режима. С тех
пор она известна под названием постоянной Планка.
Как видите, эта постоянная такова, что, будучи умно-
умножена на частоту, она дает величину энергии. Называе-
Называемая также квантом действия, она будет встречаться
снова и снова, являясь как бы эмблемой атомной
физики.
Планк получил формулу, которая примирила проти-
противоречия, возникавшие ранее при описании свойств рав-
равновесного излучения в замкнутом пространстве, а также
довольно точно определил величину введенной им посто-
постоянной. Но при этом ему пришлось исходить из возмож-
возможного, но формального предположения, что свет излучает-
излучается не непрерывно, подобно волне, а в виде отдельных
порций энергии, кратных частоте и равных hv. Он не ве-
верил в эту возможность и в течение многих лет
пытался вывести свою формулу без такого
сенсационного предположения, которое полностью проти-
противоречило представлению о свете как о волне. Ведь сог-
согласно его гипотезе свет не мог^ излучаться подобно ра-
радиоволнам, возбуждаемым, например, при движении за-
зарядов; процесс испускания света должен был сопровож-
* Так как электромагнитное поле является одной из форм мате-
материи, под словом «материя» следует понимать «вещество». —Прим.
ред.
40

даться излучением порций энергии; а если отсутствует
возможность излучения такого количества энергии, то
ничего не происходит; если же излучение энергии воз-
возможно, — происходит испускание кванта света, и если
существуют условия для многократного повторения про-
процесса, то это и происходит многократно. Естественно бы-
было думать, что Планк мог допустить ошибку в таком
сложном, запутанном, имеющем статистический харак-
характер вопросе; и он сам долгие годы упорно надеялся, что
так оно и есть.
Но в этом он был неправ. Его надежде был нанесен
тяжкий удар, когда в год создания специальной теории
относительности Эйнштейном была написана еще одна
работа, которая оказалась даже более ошеломляющей.
Эта работа очень тесно связана с открытием Планка.
Если направить на металлическую поверхность не
слишком красный свет, то электроны, находящиеся в ме-
металле,- будут вылетать из него. В лаборатории было от-
открыто довольно странное явление: если, например, уд-
удвоить интенсивность света, то это повлияет не на ско-
скорость электронов, а на их число. Конечно, если мыслить
свет как электромагнитную волну, интенсивность кото-
которой возрастает, то можно ожидать, что на электроны бу-
будет оказано более сильное воздействие. Однако ничего
подобного не происходит. Энергия электронов не зави-
зависит от интенсивности света, ,а связана с его частотой и
постоянной Планка весьма простым соотношением
E=hv—B.
Здесь световая энергия hv — та же энергия, которую
Планк ввел пятью годами раньше; Е — кинетическая
энергия вырванного из металла электрона; величина В
не является фундаментальной и равна той работе, ко-
которую необходимо затратить, чтобы выбить электрон из
металла. Эта формула получила очень точное и изящное
подтверждение. И Эйнштейн сказал: «Это решает дело.
Совершенно очевидно, что- существуют кванты энергии
света». Свет поглощается порциями, кратными /iv, после
чего энергия просто уносится электроном, — а это и
есть объяснение формулы.
Но это открытие, разумеется, не упразднило опыт,
накопленный за целое столетие изучения волновых яв-
явлений. С помощью интерферометров, призм, микроско-
41

пов и радиоволн ученые продолжали изучать свет как
явление распространения волн. С другой стороны, воз-
возникло представление о прерывной структуре света, о
световой частице (по крайней мере по отношению к яв-
явлениям поглощения и излучения света) и от этого нель-
нельзя было отмахнуться. Более того, оно даже подтверди-
подтвердилось экспериментами с чрезвычайно жестким излучени-
излучением, а именно с рентгеновским. В самом деле, сталкива-
сталкиваясь с электронами, рентгеновское излучение ведет себя
так, как если бы у него была энергия, определяемая со-
соотношением E = hvy и импульс р=ЛД, равный той же
самой постоянной /г, делешюй на длину волны. Таким
образом, наблюдалось, что при столкновении с элект-
электроном свет ведет себя как частица,- которая обладает
импульсом и энергией, связанными этими простыми со-
соотношениями с его частотой и длиной волны; эти соот>
ношения, в свою очередь, согласуются с правилами вза-
взаимосвязи энергии и количества движения электромагнит-
электромагнитной волны, но, включая постоянную h, подразумевают
дискретную передачу энергии и импульса электрону
при соударении с ним света. Указанный эксперимент,
получивший название эффекта Комптона, привел в
1923 году к решающему заключению о двойственной при-
природе света.
Вполне возможно, что во всем этом так и не удалось
бы сразу разобраться, если бы не возник еще один столь
же загадочный аспект; в данном случае речь пойдет
не о непосредственном поведении света, а^о поведении
материи в масштабе атома. Позвольте напомнить вам,
что в самом конце прошлого века Томсон открыл уни-
универсальную составляющую обычной материи — элект-
электрон, несущий отрицательный заряд. По сравнению с
атомом он очень легок, его масса приблизительно в две
тысячи раз меньше массы самого легкого атома —
атома водорода. Заряд его равен единице, которая
присуща исключительно атомному миру. Томсон пра-
правильно предположил, что число электронов в атоме свя-
связано с его химическими свойствами и его местом в пе-
периодической системе. Таким образом, атом водорода об-
обладает одним электроном, атом гелия — двумя, а атом
урана — девяносто двумя. Томсон знал, что атомы ней-
нейтральны, но не знал, где находится нейтрализующий по-
положительный заряд. Тогда он предположил, что заряд,
42

вероятно, распределен по всему объему атома, т. е. по
сфере диаметром в одну согую часть миллионной доли
сантиметра. Такова была томсоновская модель атома.
Она не вызывала никаких вопросов, поскольку была до-
довольно неопределенной, и особенно спорить о ней было
бесполезно. Но Томсону удалось доказать, что некоторые
закономерности (местоположение определенных чисел и
наличие периодов), которые встречаются в периодичес-
периодической системе, вытекают из этой модели. Однако модель
просуществовала Недолго, так как работа Резерфорда,
начатая в Макгилле и продолженная в Манчестере, бы-
была наконец успешно завершена. Резе{5форд доказал, что
положительный заряд не распределен по всему объему
атома. И сделал он это блестяще. Изучая естественную
радиоактивность урана, радия и других тяжелых эле-
элементов, он уточнил их родственные связи, определив,
какие химические элементы получаются в результате
естественного распада тех или других элементов, и уста-
установил последовательность процессов распада. 6н выде-
выделил три типа радиоактивности: излучение тяжелых час-
частиц с положительным зарядом, являющихся ядрами ге-
гелия, — он назвал их альфа-частицами; излучение легких
отрицательно заряженных частиц, т. е. электронов; и,
наконец, излучение нейтральных частиц, которые оказа-
оказались световыми квантами очень высокой частоты. Вна-
Вначале он только предполагал, что альфа-частицы — это
ядра гелия, но его интересовал вопрос, как ведут себя
эти частицы при прохождении через вещество. Оказа-
Оказалось, онк вели себя не так, как если *6ы положительный
заряд был равномерно размазан по всему объему атома,
внутри которого распределены чрезвычайно легкие элек-
электроны, согласно томсоновской модели.
В таком случае не было бы столь большой силы, ко-
которая могла отклонить альфа-частицы, поскольку рас-
распределенный заряд не может иметь достаточное количе2
ство сконцентрированного электричества, а электроны
обладают слишком малой массой для того, чтобы они
могли-«играть в мяч» альфа-частицей, которая в семь
тысяч раз тяжелее их. Резерфорд установил, что альфа-
частицы хотя и не часто, но регулярно отклонялись на
большой угол и отсюда сделал вывод, что положитель-
положительный заряд сконцентрирован в некотором малом объеме;
точнее, он сконцентрирован вместе с основной массой

атома в области более чем в десять тысяч раз меньшей
по размерам, чем сам атом. Так он открыл атомное яд-
ядро, которое несет положительный заряд, определяющий
химические и основные физические свойства атома.
Это была захватывающая история, но она явилась
только началом действительно очень больших загадок.
Представьте себе самый простой по своей структуре
атом — атом водорода. Он обладает протоном, единст-
единственной ядерной частицей в центре, несущей единичный
положительный заряд, а также электроном, и вместе
они образуют систему с четко определенными разме-
размерами. Этот размер'является стандартным, радиус атома
в обычных условиях остается неизменным. При бомбар-
бомбардировке атом водорода излучает совершенно определен-
определенный спектр. Ни одно из этих свойств нельзя было по-
понять на основе ньютоновских представлений о движении
и о взаимодействии заряженных частиц, так как Резер-
форд доказал, что поле вблизи протона является элек-
электрическим. Это поле по форме является точным подо-
подобием гравитационного поля вокруг Солнца; силы умень-
уменьшаются обратно пропорционально квадрату расстояния.
Все силы направлены к протону, поскольку в данном
случае это силы притяжения, ибо электрон и протон
несут противоположные заряды. Следовательно, это
опять та же проблема планетарного движения. Однако
нам известно, что планетарные движения бывают в той
или иной степени различными: планеты описывают лю-
любые эллипсы в любой плоскости с любым эксцентрисите-
эксцентриситетом и любых размеров. Поэтому весьма странно, что все
атомы водорода имеют одинаковый размер и ведут себя
одинаково. С точки зрения классической физики невоз-
невозможно объяснить, почему один атом водорода не дол-
должен отличаться от любого другого по размеру, форме и
поведению.
Более того, хотя я подробно не говорил об этом, из-
известно, что заряженная частица, описывающая круго-
круговую или эллиптическую орбиту, испытывает ускорение, а
ускоряемая заряженная частица излучает световые вол-
волны и Поэтому теряет энергию. Однако атом водорода,
если только он не подвергается бомбардировке, может
годами и столетиями пребывать в неизменном состоя-
состоянии. Он не теряет энергии, а электрон не приближается
по спирали к ядру, чтобы окончательно в нем исчезнуть.
44

И наконец, законы, определяющие цвет света, излу-
излучаемого при движении по такой классической орбите, хо-
хотя и несколько сложнее законов, определяющих звуковые
частоты скрипичной струны, но все же по форме напоми-
напоминают их. Поэтому должна бы существовать основная
частота, определяемая периодом вращения электрона по
орбите, а также обертоны или гармоники, т. е. частоты,
кратные основной; наблюдаемые же в атомном спект-
рб (включая водород) частоты не являются ни гармо-
гармониками, ни суммой целых кратных основной частоты, а
скорее сложными сочетаниями разностей между числа-
числами, которые не соотносятся гармонично. Конкретно все
наблюдаемые частоты можно представить соотношением
V = Vi—Vj,
где Vi и Vj — два числа некоторой последовательности
vi, V2, V3.... Для водорода эти числа были найдены Баль-
мером, а вообще каждый атом характеризуется своим
набором подобных чисел. Другими словами, уникаль-
уникальность атомных систем (что труднее доказать для атома
с 92 электронами, но тем не менее это остается верным),
выраженная в законе испускания света при возбужде-
возбуждении, стабильность этих систем и единообразие их разме-
размера никак не вытекали из каких-либо данных, известных
физике в то время.
Это чрезвычайно затруднительное положение побуди-
побудило Бора сделать одно удивительное рискованное предпо-
предположение, которое при всей осторожности Бора выгляде-
выглядело весьма революционным. Бор заявил: «По причинам,
нам еще не понятным, атом характеризуется не классиче-
классическими орбитами, а рядом состояний, которые, по сущест-
существу, стационарны и которые со временем не меняются».
Из них наиболее обычным и важным является состояние,
характеризуемое наименьшей энергией, так называемое
основное состояние. Оно длится вечно, если только атом
не подвергается никакому возмущающему воздействию.
Эти состояния характеризуются различными энергиями.
Состояния с большей энергией, нежели основное состоя-
состояние, могут быть неустойчивыми. Из такого состояния
может произойти самопроизвольный переход в состояние
с более низкой энергией. Следует помнить, что каждая
частота, излучаемая данным атомом, может быть выра-
45

жена как v = vi—V2. Более наглядно это можно записать,
умножив обе части равенства на постоянную Планка А:
hv — hvx—hv2.
Тогда каждый член данного равенства представляет
собой энергию; можно предположить, что величины
hv\ и hv2 — это энергии двух состояний атома, а вели-
величина Av есть энергия кванта света, который излучается
при переходе из одного состояния в другое. «Я не могу
описать эти переходы, — заявил- Бор. — Они не есть
движения в классическом смысле. Это нечто новое, чего
я не понимаю». Далее Бор сказал: «В некоторых случаях
я могу привести правило, так как я произвел расчет
энергий, характеризующих эти состояния, и это я могу
выразить в терминах свойств соответствующих классиче-
классических орбит». Но Бор не утверждал, что эти состояния
имеют нечто общее с орбитами. Во-первых, орбита —
движение, и поэтому должны иметь место какие-то изме-
изменения во времени. А стационарное состояние есть стаци-
стационарное состояние, которое со временем совершенно не
меняется.
Теперь мы подошли к вопросу о кризисе квантовой,
теории. Но прежде чем мы закончим наш рассказ, мы
увидим, насколько расширилось представление о позна-
познании в науке; увидим, что мы достигли широкого обобще-
обобщения понятия объективного познания; увидим, что мы
имеем гораздо лучшую аналогию логических категорий,
чем та, которую можно было бы построить на основе
ньютоновской физики.
Рассматриваемый нами кризис возник в процессе двух
исследований, которые оказались очень тесно связаны
друг с другом. Во-первых, было установлено, что хотя
все электромагнитные волны, включая и световые, буду-
будучи способными интерферировать и дефрагировать, носят
волновой характер, тем не менее во взаимодействии с
материей они проявляют также идискретную природу, —
ведут себя как световые кванты с определенной энергией
и определенным импульсом,— и в этом взаимодействии
они либо отдают свою энергию, либо получают энергию
от материи, либо испытывают упругие столкновения с
атомами материи. Во-вторых, в результате открытия
Резерфордом атомного ядра встал вопрос, как же все-
таки ведут себя электроны вблизи ядра. Они не движут-
46

ся по планетарным орбитам, ничего не излучают, и их
поведение не похоже на поведение планеты в миниатюр-
миниатюрной Солнечной системе; но они в большей части находят-
находятся в стационарных, по существу стабильных, состояниях,
a jio утверждению Бора, при самой низкой энергии — в
полностью стабильном состоянии. Переход их из одного
состояния в другое не есть движение в обычном понима-
понимании движения в пространстве и времени; различие между
энергиями двух стационарных состояний проявляется
в виде излучения соответствующего кванта света. Для
определения энергии этих состояний Бор установил ряд
правил, не совсем точных и не всегда применимых; я не
буду их записывать.
Бор сознавал, что все это представляет радикально
новый и трудный для понимания подход. Он немедленно
выдвинул предположение (весьма похожее на то, кото-
которым руководствовался Эйнштейн), что новая схема, ка-
казавшаяся столь дикой и непривычной, должна при опре-
определенных ситуациях воспроизводить известный нам мир.
Речь идет о чрезвычайно возбужденных состояниях ато-
атома, которым соответствует весьма" много стационарных
уровней, так что дискретность стационарного состояния
и конечность постоянной Планка не имеют особого зна-
значения. Бор назвал это «принципом соответствия». Новая
теория была призвана объяснить мир Ньютона~и мир
Максвелла, не прибегая к дискретным категориям, ха-
характерным для квантовой теории. Этот, принцип оказал-
оказался чрезвычайно эффективным средством. К 1925 году
удалось вывести законы, не опирающиеся на какие-либо
конкретные представления а движении, не связанные не-
непосредственно ни с законами Ньютона, ни с орбиталь-
орбитальной моделью атома. Но эти законы тем не менее явля-
являлись обобщениями ньютоновской механики и нелосредст-
венно объясняли связь Между переходами из одного
атомного состояния в другое, а также сами свойства
атомных состояний.
Я рад, что дело на этом не остановилось, так как без
математики было бы весьма трудно все объяснить. На-
Насколько я помню, моя первая работа была посвящена
простой проблеме двухатомной молекулы в свете нового
цодхода; в те дни было чрезвычайно трудно объяснить,
о чем идет речь, и не менее трудно решить поставленные
проблемы.
til

Решение, которое по мнению большинства из нас легче
всего интерпретировать и к которому фактически приво-
приводил «принцип соответствия», было получено совершенно
иным путем. Оно пришло вместе с дикой идеей, которая;
однако, очень скоро была обобщена и получила под-
подтверждение. Эта идея состояла в том, что существуют
волны, присущие не только электромагнитному полю, но
и любой частице, в частности, электрону.
Эти волны — не просто электрические или магнитные
возмущения; что они собой представляют, я сейчас объ-
объясню. Забегая вперед, отмечу, что соотношения, характе-
характеризующие связь между волновыми свойствами света и
импульсом и энергией, сохраняются, а именно
p = h/K.
Эта идея была выдвинута де Бройлем, который дока-
доказал, что можно получить правдоподобную картину ста-
стационарных состояний атома водорода, если предполо-
предположить, что могут быть реализованы только те состояния,
в которых образуются резонирующие стоячие волны, т. е.
состояния, при которых в окружности соответствующей
«орбиты» Бора укладывается целое число длин волн.
Все это выглядело весьма шатко, и этому никто не ве-
верил. Если мне память ье изменяет, статью отказались
опубликовать. Тем не менее все оказалось правильным,
и не прошдо и года, как были получены данные о том,
что электроны в некотором смысле «волноподобны», по-
поскольку так же, как свет и рентгеновские лучи, они ин-
интерферируют и дифрагируют.
Примерно через год было найдено менее схематичное
объяснение связи между распространением этих волн и
наличием простых сил в такой системе, как атом водоро-
водорода, где электрон просто притягивается электрическим
зарядом протона. Эта универсальная двойственность
волны-частицы сразу же привела к ряду результатов.
Во-первых, она трактовала стационарные состояния, не
как орбиты, а как нечто новое, чему нет аналога в клас-
классической теории и что постоянно во времени, но не ста-
статично! Действительно, если измерить кинетическую
энергию или средний квадрат импульса электрона в
стационарном состоянии, то они не будут равны нулю, но
48

будут одинаковыми в любой момент времени; с течением
времени они не меняются. Очень быстро была установ-
установлена тесная связь между свойствами этих волн и «прин-
«принципом соответствия» Бора. Но я не стану рассматривать
эти вопросы, которые носят несколько математический
характер. Я хочу рассмотреть вопрос о том, каким путем
открытие универсального характера двойственности вол-
волны-частицы дало ключ к пониманию взаимосвязи между
волновыми и корпускулярными свойствами света и всей
материи вообще. Верно, например, что и обычный кир-
кирпич связан с волной. Но эта идея совершенно бесполез-
бесполезна, так как размеры кирпича намного больше длины его
волны, и нам никогда не удастся наблюдать эффекты
интерференции в отношении к макроскопическим объек-
объектам.
Двойственный характер волны-частицы проявляется
в одном индивидуальном случае очень четко — и это
весьма поразительное явление. Давайте вспомним наши
две щели (см. рис. 4). Источником может служить либо
источник света, либо источник электронов. Гребни волн
интерферируют и тем самым создают яркие точки карти-
картины, в то время как интерференция между гребнем и впа-
впадиной соответствует более темным участкам на экра-
экране. Этот факт указывает на то, что связь между волновой
природой частицы и ее местонахождением носит стати-
статистический характер: чем больше интенсивность волны в
данном месте, тем больше вероятность обнаружения
здесь частицы, и наоборот, там, где интенсивность .вол-
.волны мала вследствие ослабляющей интерференции, ве-
вероятность обнаружения частицы меньше.
Чтобы внести ясность в проблему волны-частицы, не-
необходимо привести следующие соображения. Если пред-
предположить, что квант света проходит через одну из про-
прорезей, подвергаясь при этом воздействию другой проре-
прорези, через которую он не проходит, то мы придем к неве-
невероятному объяснению природы: получается, что объек-
объекты, явления, не участвующие в эксперименте, могут по-
повлиять на его результат. Например, наше присутствие
здесь может оказать воздействие на исход эксперимента,
проводимого в здании реактора на некотором расстоя-
расстоянии отсюда. Эта мысль ни к чему не ведет. Значит, глав-
главное в следующем: в эксперименте наблюдается интерфе-
интерференция световых или электронных волн, проходящих че-
49

рез две щели (в более общем случае будет наблюдаться
однонаправленный характер пропускания света через
длинную решетку из щелей). Но она будет наблюдаться
до тех пор, пока вы не попытаетесь доискаться, через ка-
какое отверстие прошел свет или электрон. Стоит приде-
приделать пружинку к одной из щелей, с тем, чтобы просле-
проследить за мерцанием света в данной щели, как интерфе-
интерференционная картина будет разрушена и вы получите ту
картину, которая наблюдалась бы только при одной от-
открытой щели. Как же это может быть?
Рис. 4.
Дело в том, что не только свет и электрон, но и сами
щели могут быть представлены волновым полем. Волно-
Волновое же поле, сколь оно ни абстрактно, обладает следу-
следующим свойством: если требуется его сосредоточить в не-
небольшой области пространства, необходимо иметь там
волны различной длины, которые бы взаимно усилива-
усиливались внутри этой зоны и взаимно уничтожали друг дру-
друга вне ее.
Если Ах — размер области пространства, то соответ-
соответствующий разброс длин волн Д^ определяется неравен-
неравенством
Таким образом, чем меньше зона, в которой сосредото-
сосредоточено возмущение, тем больше разброс длин волн. Если
вспомнить, что p = h/X, то нетрудно, понять, что налицо
разброс импульсов.
50

В самом деле, из приведенных соотношений следует,
что
Ар Ах > h,
т. е. разброс в значении импульса, умноженный на
разброс в размерах области пространства, не мо-
может быть меньше кванта действия или постоянной
Планка. Такой результат верен в отношении света,
электрона, щели, а также всего остального, что вы захо-
захотите изучать. Это обеспечивает вполне логичное ограни-
ограничение, показывающее, когда можно и когда нельзя ис-
использовать понятие волны и понятие частицы. Это огра-
ограничение носит универсальный характер в том смысле,
что любой измерительный прибор ограничен в своей воз-
возможности одновременно определять и положение и им-
импульс объекта вашего изучения.
В действительности волны де Бройля отображают не
электрическое или магнитное поле, а состояние инфор-
информации. Они отображают познанное через эксперимент.
Допустим, вы хотите установить, что свет прошел через
верхнюю щель или что источник излучал монохромати-
монохроматический свет. Эти два взаимно дополняющих измерения
по существу исключают друг друга, так как к тому вре-
времени, когда будет установлен факт прохождения света
через щель, уже произойдет эффективное столкновение
света со щелью, и тем самым будет уничтожена уверен-
уверенность в его цвете (выражающем длину волны света).
В результате столкновения меняется цвет. Эти волны
имеют четко выраженную связь со статистическим про-
прогнозом, поскольку, как и для света, квадрат амплитуды
этих волн определяет интенсивность, т. е. вероятность об-
обнаружения частицы (кванта света или электрона). Во-
Вообще они представляют вид информации, которую мож-
можно получить об атомной системе, а именно данные о ее
импульсе, положении, энергии или другие необходимые
сведения.
Решая вопрос о возможности тех или иных измере-
измерений, необходимо учитывать тот факт, что не только сис-
система, но и все, что можно использовать для ее наблюде-
наблюдения, подчинено принципу дополнительности. Наиболее
известным и фундаментальным примером этого являет-
является соотношение неопределенности между импульсом
частицы и ее положением. Если взять атом, то каждое
51

стационарное состояние не есть орбита. Чтобы получить
орбиту, необходимо рассмотреть все множество стацио-
стационарных состояний и определенным образом сложить
волны, соответствующие стационарным состояниям. Тог-
Тогда орбита будет дополнением стационарного состояния.
Можно реализовать то или иное состояние, но любое
другое состояние при этом исключено. То же относится
и к кванту света. Можно определить волну вероятности
для кванта света — вот об этом и шла здесь речь. Обыч-
Обычная же «старомодная» электромагнитная волна, которую
можно послать и принять, представляет суперпозицию
волн целого множества световых квантов.
И главное здесь не в том, что мы не всегда все зна-
знаем из того, что, по нашему мнению, могли бы знать сог-
согласно классической механике, например положение и
импульс объекта. Если бы это было так, можно было бы
сказать: «Пусть мне известен импульс. Предположим, что
он как-то распределен по различным возможным поло-
положениям. Я произведу расчет того, что меня интересует,
и выведу среднее». Но так делать нельзя.. Если предпо-
предположить, что объект, импульс которого определен экспе-
экспериментально, имеет некоторое распределение в прост-
пространстве, можно с уверенностью сказать, что независимо
от распределения ответ будет неправильным. Причина
здесь не в том, что исследователь не знает ответа, а в
том, что ответ не существует. Эксперимент, с помощью
которого определяется импульс, исключает возможность
определения положения. Если при этом попытаться увер-
увернуться и заявить: «Как бы то ни было, мне нужно опре-
определить положение прежде всего», — то это можно будет
сделать, но ценой потери данных, полученных в резуль-
результате предшествующего эксперимента.
Таким образом, приходишь к выводу о том, что хо-
хорошо продуманное наблюдение есть путь к получению
данных. Вы можете определить поле волны, развитие ко-
которого во времени удовлетворяет принципу причинности.
Это значит, что, если поле определено в данный момент,
его будущее также известно. На основе параметров этого
поля, возведя в квадрат амплитуду волны, можно опре-
определить вероятный исход другого эксперимента в буду-
будущем. Такие прогнозы проверялись и неоднократно пере-
перепроверялись, и в некоторых случаях расхождение не пре-
превышало одной десятимиллиардной доли предсказанно-
52

го значения. Когда вы вновь проводите наблюдение с
целью проверки прогноза, вы обычно, хотя и не всегда,
не можете с помощью старой волновой функции воспро-
воспроизвести достаточно точьо описание всей системы. Но бы-
бывают такие из ряда вон выходящие случаи, когда одна
частица используется для изучения другой и когда в за-
зависимости от того, что делается с «подопытной» части-
частицей, может быть реализовано одно состояние вместо
другого, для которого можно точно определить импульс
или положение. Сделать и то и другое одновременно не-
невозможно, поэтому на ваш выбор больше влияет то, что
вы делаете с «наблюдающей» частицей, нежели то, что
вы делаете с «наблюдаемой» частицей. Это наглядно по-
показывает, насколько ограничена объективная картина
атомной системы, так как помимо описания всего того,
что было сделано для изучения ее свойств, логически не-
невозможно приписывать ей какие-то иные свойства. Нель-
Нельзя, например, сказать: «Полагаю, что она находится в
этой части пространства, и, возможно, у нее такая-то ско-
скорость. Дай-ка я это проверю». При определении каких-
либо свойств атомной системы необходимо учитывать
все проведенные наблюдения или всю ее предысторию.
Следовательно, эта теория навязала нам совершен-
совершенно другое понятие объективности. Во всем мире — во
Франции, в Японии, в Новой Зеландии, в коммунисти-
коммунистических странах — ведутся дискуссии об атомной физи-
физике и идет проверка проведенных экспериментов. Эти со-
сопоставления возможны, поскольку мы можем поделить-
поделиться опытом проведения эксперимента, нашими наблюде-
наблюдениями и результатами. Если и совершаются ошибки, они
быстро обнаруживаются. Объективность в данном случае
не есть какое-то характерное свойство, которое можно
найти в справочнике, не есть вообще какая-то онтологи-
онтологическая характеристика атома. Это характерная особен-
особенность дискуссии, и она дает нам способ устранения неяс-
неясностей, возможность воспроизведения и проверки нашей
взаимной информации.
Квантовая теория, конечно, акаузальная теория в
том смысле, что происходят явления, точную причину
которых нельзя ни определить, ни установить. Известно,
что данное ядро распалось в 3.00 пополудни в такой-то
день. Ни один человек на свете не мог бы выяснить вре-
время этого явления, пока это явление не произошло. Но он

может вывести закон, гласящий, сколько из ста тысяч
однотипных ядер распадутся за такой-то промежуток
времени. Эта недетерминистическая теория. Совершен-
Совершенно невозможно знать все о мире на данный момент, как
это представилось Лапласу в его ночном кошмаре, а сле-
следовательно, знать и все его будущее, что было бы не
очень счастливым исходом. В каждом эксперименте в
области атомной физики проводятся какие-то наблюде-
наблюдения или же имеются какие-то другие способы для поз-
познания тех или иных свойств системы, подчиняющихся
законам распространения волн, законам, которые просты
и общеизвестны. Наблюдения можно повторять и в ре-
результате получить какой-то ответ. Здесь есть свобода вы-
выбора объекта наблюдений. Здесь есть свобода выбора в
постановке также и последующего вопроса, но само яв-
явление — единственное в своем роде. Можно сделать но-
новую попытку, и эта попытка не обязательно даст тот же
ответ, поскольку связь между обоими экспериментами
статистическая, а не необходимая.

8. Война и нации
-IH-ы вели здесь речь об идее дополнительности, т.е. о
том, что невозможно точно измерить два взаимодополня-
взаимодополняемых аспекта физической системы. Когда идет речь об
атомной системе, она может быть большой, может пред-
представлять собой кристалл или ядро, может состоять из
многих миллиардов атомов, но тем не менее атомная
система всегда остается конечной частью мира. Поэто-
Поэтому-, для того чтобы изучать эту систему, необходимо ис-
использовать весь остальной мир как средство для дости-
достижения указанной цели. Нильс Бор, в частности, указы-
указывал на аналогии между принципом дополнительности и
привычными сторонами жизни. По-моему, он при этом
преследовал двоякую цель; во-первых, объяснить поло-
положение, создавшееся в физике, и, во-вторых, повысить
наш интерес к взаимодополняемым сторонам человече-
человеческой жизни.
Вот один излюбленный пример. Когда я пишу мелом,
то он составляет частицу меня самого, и я пользуюсь им,
не отделяя его от моей руки. Когда же я разглядываю
этот кусок мела, интересуюсь его структурой, рассмат-
рассматривая его под микроскопом, то этот мел становится объ-
объектом изучения. Я могу делать то или другое. Но если
всерьез заняться одним, то второе исключается. Я, как
и все вы, могу либо принять какое-то решение и дейст-
действовать, либо я начинаю думать о побуждающих меня
мотивах, о моих личных качествах, достоинствах и недо-
недостатках и пытаюсь решить, почему я поступаю так, а не
иначе. Каждое из подобных действий имеет свое место в
нашей жизни, но при этом совершенно ясно, что одно
исключает другое.
55

Мы можем говорить (а мы это делаем в возраста-
возрастающих масштабах) о физических свойствах и химических
механизмах, присущих живым организмам, но нам при-
приходится также говорить и о том назначении, для которо-
которого эти механизмы возникли и почему они выжили. Оба
метода рассмотрения имеют свою ценность, и отказ от
любого из них обеднит наше понимание жизни. Но эти
вещи нельзя делать одновременно, не создавая при этом
путаницы.
Можно привести множество других примеров. Пожа-
Пожалуй, наиболее содержательным будет такой известный
пример. Все мы сталкиваемся в жизни со случаями, ког-
когда близкий нам человек — друг или сын — оказывается
в затруднительном положении. При этом мы восприни-
воспринимаем такое положение в свете его собственной пользы и
нашей любви к нему. Нам известно, что посторонние
посмотрят на это с точки зрения общественной справед-
справедливости и общественной пользы. Известно также, что хо-
хорошее общество (если таковое вообще существует) —это
то, в котором данный конфликт, подобная дихотомия и
этот элемент взаимодополняемости не являются слишком
острыми. И тем не менее нам известно, что из-за трагиз-
трагизма, присущего жизни, этот конфликт будет существовать
всегда. Те, кто был свидетелем открытия сущности атОхМ-
ного парадокса, имевшего место лет двадцать пять —
тридцать назад, полагают, что человечество подошло к
пониманию физического мира с гораздо большими
возможностями для человеческого духа, нежели те,
которые можно было обнаружить в великом меха-
механизме Ньютона.
Вскоре после этого физики, довольные своими откры-
открытиями и до зубов вооруженные новыми/ математически-
математическими и теоретическими методами, обратили свой взор на
другие проблемы. Этим занялись не одни физики-атом-
физики-атомники, но и их коллеги, работающие в области химии, ма-
математики, а также и в других областях физики. Напри-
Например, вскоре после появления квантовой теории всерьез
началась разработка теории электрона — элементарной
частицы, не являющейся световым квантом, — с целью
подробного изучения его свойств. Был открыт и пози-
позитрон — антипод электрона, имеющий такую же массу,
как и электрон, но противоположный заряд. Было прове-
проведено детальное исследование интереснейших процессов
&6

материализации и дематериализации *, в которых исче-
исчезает пара заряжённых частиц и образуются два укван"
та или, наоборот, происходит столкновение двух Y-кван-
тов, в результате чего образуется пара электрон — пози-
позитрон. Это самый замечательный пример эйнштейновско-
эйнштейновского соотношения между массой и энергией.
Но мы вторглись гакже и в другую область исследо-
исследования. И это вторжение в некотором смысле вовлекло
ученых в политическую деятельность (я хочу сказать не
о победе на выборах), а также в обсуждение важнейших
вопросов, касающихся национальной и политической мо-
мощи государств Это не является беспрецедентным, Ар-
Архимеда в Сиракузах волновали те же проблемы, и Гоббс
за десять лет до появления ньютоновских «Начал» пи-
писал об этом совершенно бесстрастно. Процесс развивал-
развивался весьма медленно и подспудно до тех пор, пока физики,
вооруженные квантовой теорией и обуреваемые жаждой
познания, не переключили внимание с поведения элек-
электронов вблизи атомного ядра на само ядро.
В этой области исследований значительный прогресс
был достигнут благодаря двум событиям. Одно из них,
происшедшее в год открытия позитрона, было открытием
нейтрона, нейтрального компонента атомного ядра. Вто-
Вторым событием явилась разработка и создание ускорите-
ускорителей, т. е. машин, сообщающих . заряженным частицам
энергию, достаточную для преодоления силы электриче-
электрического отталкивания атомного ядра, с тем чтобы добрать-
добраться до него, расщепить и узнать, из чего оно состоит и как
взаимодействует с налетающей частицей. К 1939 году
уже многое стало известно о поведении ядер, об их ста-
стационарных состояниях, об их реакциях на бомбардиров-
бомбардировку, а также о продуктах взаимодействия. И хотя в те дни
ускорители были маломощными — в миллион раз менее
мощными, нежели те, с которыми работают сейчас, —
они давали возможность составить довольно точное
представление о поведении атомных ядер.
* В действительности никакой дематериализации в процессе прев-
превращения пары частицы—электрона и позитрона—в пару у-квантов не
происходит. В этом процессе одна форма материи — вещество, име-
имеющее массу покоя, переходит в другую форму материи — электро-
электромагнитное поле, Лишенное массы покоя, но обладающее энергией,
импульсом и целым рядом других физических характеристик. При
таком превращении строго выполняются все обычные законы сох-
сохранения. — Прим. ред.
Ы

В 1939 году Резерфорда уже не было. Именно он еще
в годы первой мировой войны впервые осуществил ис-
искусственное превращение ядер, причем не с помощью ус-
ускоренных частиц, а с помощью своих любимых альфа-
частиц. До конца своих дней он сильно сомневался в tomw
что на Земле вообще возможно произвести выделениэ
энергии в больших масштабах, хотя был уверен в том,
что превращение энергии будет иметь место. Мы об этом
узнали больше, когда на основании изучения ядра и дан-
данных, полученных астрономами, удалось, исходя из харак-
характеристик ядерных реакций с превращением ядер и выде«
лением энергии в горячих центральных областях звезд,
составить убедительное и довольно подробное представ-
представление о некоторых основных источниках энергии на.
Солнце и многих других звездах.
Год тысяча девятьсот тридцать девятый был отмечен
расщеплением атома урана, а также началом второй ми-
мировой войны. Изменились судьбы всех людей, в том чис-
ле и физиков. С начала двадцатых годов и до начала
тридцатых годов нынешнего столетия все с радостью
принимали ученых из Советского Союза, и их часто
встречали в крупных научных центрах Европы. В это
время установились теплые отношения между коллега-
коллегами — русскими, англичанами, немцами, скандинавами.
Эти отношения в значительной степени сохранились и по
сей день. Но в тридцатые годы произошли существенные
изменения. Большое число ученых, наряду с представи-
представителями других профессий, покинуло Германию. Одни бы-
были вынуждены это сделать, другим так подсказала со-
совесть. Многие уехали в Канаду, многие в Англию, но, по-
пожалуй, больше всего уехали в США. Кое-кто покинул и
Италию. В 1939 году Западное полушарие уже не было
задворками мира науки, а стало полноправным научным
центром. И когда было открыто деление ядра, первые
анализы по определению перспектив практического ис-
использования процесса деления для получения энергии
проводились в основном в США*. Я помню, как Уленбек,
находившийся в то время еще в Голландии, счел своим
долгом доложить правительству об этом достижении и
* Одними из первых перспективы создания цепной реакции в ура-
уране и получения больших количеств атомной энергии рассмотрели
советские физики Я- Б Зельдович и Ю. Б. Хари гон. —Прим. ред.

возможных перспективах. Министр финансов немедлен-
немедленно передал одной бельгийской горнорудной компании
заказ на 50 тонн урановой руды. При этом он заметил:
«До чего же умны эти физики».
И действительно, в Англии и США именно ученые-
эмигранты первыми предприняли шаги к тому, чтобы за-
заинтересовать свои правительства в изготовлении атом-
атомных взрывчатых веществ. Они же предприняли первые,
хотя и довольно примитивные, шаги в разработке мето-
методов их изготовления и общей организации дела. Извест-
Известно, что этот вопрос впервые был доведен до сведения
президента Рузвельта Эйнштейном, который написал
ему письмо по предложению Сцилларда, Вигнера и Тел-
лера. Насколько я помню, в Англии это было сделано
Зимоном и Пайерлсом. Бор оставался в Дании до тех
пор, пока это вообще было в человеческих силах. Прави-
Правительства были заняты. Им приходилось вести войну, и
несомненно, любой здравый анализ подсказывал, что
радар или, быгь может, неконтактный взрыватель и, в
принципе, если не в действительности, ракеты могут по-
повлиять в гораздо большей мере на исход войны, чем вся
затея с атомной энергией. Это дело медленно разверты-
развертывалось под такими бессмысленными названиями, как
«Тьюб эллойз» («Сплавы для труб») в Англии и «Де-
«Департамент заменителей» в США. Когда я туда поступил,
мой предшественник именовался «координатором быст-
быстрого разрушения».
В самом деле, возникло чрезвычайно много вопросов.
Сработает ли такая бомба, что она собой будет пред-
представлять, сколько для нее понадобится сырья, какую
энергию она сможет выделить, не возбудит ли она в ат-
атмосфере ядерные реакции и не уничтожит ли тем самым
всех нас, можно ли будет ее использовать для осуществ-
осуществления реакции синтеза? Перед учеными также возникла
проблема организации беспрецедентного в истории про-
промышленного производства значительных количеств таких
специальных материалов, как уран и плутоний, для из-
изготовления первых бомб. К концу 1941 года было дано
разрешение на производство указанных материалов.
Было установлено не очень гладкое сотрудничество меж-
между Англией, Канадой и США, которое со временем улуч-
улучшилось, но никогда, по-моему, до конца не было свобод-
свободно от трений, в особенности по вине наших английских
W

друзей, хотя мы извлекли большую пользу от их помощи.
Кроме того, все было окутано величайшей тайной.
В конце 1942 года мы решили, что пора приступить к
разработке методов изготовления самих бомб. Рано ут-
утром 16 июля 1945 года была взорвана первая бомба. Ре-
Результаты превзошли наши ожидания. Один из охранни-
охранников заявил: «Длинноволосые выпустили ее из-под конт-
контроля».
В тот же день президент США, премьер-министр Анг-
Англии и Сталин заседали в Потсдаме. Я полагал, что пре-
президент воспользуется этой встречей, чтобы обсудить воз-
возникшее положение со Сталиным, не для того, чтобы рас-
рассказать ему о технологии изготовления бомбы, чего пре-
президент и не знал, а для того, чтобы предпринять важный,
как тогда представлялось, шаг, — отнестись к русским
как к союзникам и обсудить с ними, как дальше жить в
таком изменившемся мире. Получилось же все совершен-
совершенно иначе. Президент что-то сказал, но понял ли его Ста-
Сталин, осталось совершенно неясным. При этом никто не
присутствовал, кроме переводчика, обслуживавшего
Сталина в тот момент, и президента, не знавшего рус-
русского языка.
Бомбы были сброшены на Японию. Это было преду-
предусмотрено и в принципе одобрено Рузвельтом и Черчил-
Черчиллем еще во время их встречи в Канаде, а затем в Гайд-
парке (загородном доме Рузвельта. — Прим. перев.).
Во многом это считалось само собой разумеющимся. Воз-
Возник ряд вопросов, но, по-моему, они мало обсуждались,
а записей при этом почти не велось. И мне хотелось бы
кратко, конспективно, на основе того, что я помню о том
времени, и на основе бесед с историками, изучавшими
этот вопрос, изложить некоторые свои мысли по этому
поводу.
Во-первых, я полагаю, что мы не знаем и в настоящее
время не можем знать, насколько были бы успешными
политические усилия, направленные на окончание войны
на Дальнем Востоке. В самом японском правительстве
произошел глубокий раскол, но одолеть сторонников
войны не удалось. Те члены правительства, которые бы-
были не согласны с основной группировкой, обратились к
западным державам через Москву. Москва же не пред-
предприняла никаких шагов до встречи в Потсдаме. Сталин
сообщил об этом Трумэну. Сталин, по-видимому, не про-
60

явил интереса, Трумэн — тоже, и ничего не последовало.
Это происходило одновременно с успешным испытанием
первой бомбы, недели за две до атомной бомбардировки
Японии.
Тогдашние военные планы, имевшие целью сломить
Японию и закончить войну, во всех отношениях были го-
гораздо ужаснее, чем применение бомбы. Это бесспорно.
И нас посвятили в эти планы. Предполагалось, что в ре-
результате осуществления их союзная сторона потеряла бы
от полумиллиона до миллиона человек, а японская сто-
сторона — вдвое больше. Тем не менее, лично я полагаю,
что раз уж решено было бросить бомбы, то во избежа-
избежание бессмысленных жертв следовало бы предупредить
противника более эффективно. Оглядываясь назад, я
хотел бы добавить: я очень рад, что тайна бомбы не оста-
осталась тайной. Все мы теперь поняли, а некоторые из нас
поняли это и раньше, что произошло и каковы должны
быть изменения в политических курсах и в жизни людей.
То были дни, когда мы провозглашали один-единствен-
один-единственный тост; «Не надо больше войн!».
Когда кончилась война, великие ученые-физики
высказались просто и красноречиво. Эйнштейн ратовал
за всемирное правительство, Бор сначала обратился к
Рузвельту и Черчиллю, затем к генералу Маршаллу, а
позднее, когда его никто не хотел слушать, кроме обще-
общественности, он во всеуслышание провозгласил необходи-
необходимость работать для создания полностью открытого мира.
Бор имел в виду, что у нас есть очень важные секреты,
которыми мы должны добровольно поделиться — и тем
самым ликвидировать их — в обмен на ликвидацию
секретности во всех странах и в особенности в чрезвы-
чрезвычайно засекреченных коммунистических обществах. Вы-
Вышедший в отставку в сентябре 1945 года военный ми-
министр США Стимсон писал: «Человечество не сможет
жить с расщепленным атомом, если не будет всемирного
правительства».
Из всех многочисленных докладов, представленных
нашими бесчисленными комиссиями, я помню лишь два.
Один из них, который до сегодняшнего дня все еще на-
находится под грифом «совершенно секретно», заканчива-
заканчивается примерно такими словами: «Если это оружие не убе-
убедит людей в необходимости международного сотрудни-
сотрудничества и в необходимости покончить с войнами, то ничто

другое, созданное в лаборатории, никогда не сможет
этого сделать». В другом докладе говорилось: «Если бу-
будет предпринята международная акция для установле-
установления контроля над атомной энергией, то должно быть
создано и международное сообщество людей, знающих и
понимающих».
Все эти высказывания чрезвычайно глубокомыслен-
глубокомысленные и искренние, и я думаю, что большая часть ученых,
а также многие другие люди считали предложенные ме-
меры желательными. Это было не совсем то^ чего хотел
Сталин. Да и ни одно другое правительство не хотело
безоговорочно и полностью присоединиться к предлагае-
предлагаемым мерам. Ввиду отсутствия практических путей к осу-
осуществлению данной цели самое большее, что можно бы-
было сделать, — внести некоторые предварительные и до-
довольно здравые предложения об установлении такого
контроля над атомной энергией, который в случае его
принятия повел бы стороны по пути международного
сотрудничества. Но получилось не так, и я напомню вам
только о двух очевидных вещах. Мы участвуем в гонке
вооружений, которая представляет собой беспрецедент-
беспрецедентную опасность для человечества. И, по-моему, здесь не
надо говорить ни о количестве дьявольщины, накоплен-
накопленной обеими сторонами, ни о мерах предосторожности,
которые необходимо принять, чтобы она не взорвалась,
ни о связанных с этим трудностях. С другой стороны, не-
необходимо отметить и то, что мы уже прожили шестнад-
шестнадцать с половиной лет без ядерной войны. В результате,
учитывая всю серьезность нависшей над нами опасности
и очевидные сдерживающие факторы, которые действо-
действовали в этот период, я могу лишь посоветовать придер-
придерживаться трезвого курса и надеяться на лучшее.
Может показаться, что было бы неправильно гово-
говорить об этом как об эпопее физиков. Это, конечно, не
интеллектуальная проблема, подобная той, из которой
родилась теория относительности или появилось решение
таких парадоксов, как двойственный характер волны-
частицы и квантовая теория. Я сомневаюсь в том, что
имеется некая конкретная, правильная идея относитель-
относительно преобразования мира, в котором можно было бы
жить вместе с таким оружием, жить, выполняя прочие
наши обязательства и не теряя надежды. Но правда и то,
что мы, как физики, внесли большой вклад в это дело.
62

Кроме того, на многих физиках лежит огромная ответ-
ответственность за те советы, которые они давали своему пра-
правительству, за те выступления, которые они делали перед
общественностью, а самое главное — за попытки на на-
начальной стадии найти верное направление. Я не думаю,
что даже наши более молодые коллеги, которые бьются
над решением новых фундаментальных проблем физики,
были бы столь же свободны от тяготения к хорошей жиз-
жизни и к хорошему обществу, как мы в их возрасте.
Как вам известно, между представителями техничес-
технической интеллигенции происходили глубокие и тяжелые
конфликты. Мне кажется, что почти в любой день можно'
взять газету и прочитать, как одни ученые обвиняют дру-
других во лжи. Нас раздирают конфликты, но это не было
столь очевидно и ясно в 1945 и 1946 годах. Гонка воору-
вооружений, «холодная война», упорный характер полити-
политического конфликта, а также огромные, сложные и ужа-
ужасающие масштабы технического развития не создают
благоприятных условий для простого обсуждения проб-
проблем физики. К тому же это, конечно, не проблемы фи-
физики, и их научным путем не решить Вопрос о нашем
назначении на Земле, вопрос о создании правительства,
которое осуществляло бы наши цели, вопрос об ответ-
ответственности ученых не решается в лаборатории и не мо-
может быть урегулирован с помощью какого-либо уравне-
уравнения или математических вычислений. Частично конфликт
между специалистами подобен конфликту между всеми
людьми: он проистекает из противоположных оценок
всего курса и линии поведения противника, что является
весьма таинственным предметом даже для экспертов.
Частично же это процсходит потому, что речь идет о ми-
мире, который не имеет аналогичных примеров в прошлом.
Мир никогда еще не стоял перед возможностью само-
самоуничтожения — в известном смысле, аннигиляции, — ко-
которую можно было бы сравнить с нынешней возмож-
возможностью. Он также не стоял перед необходимостью при-
принять решение, подобное хоть в какой-то степени тому, ко-
которое связано с этой проблемой.
Те из вас, кто участвовал в боях, знают, насколько
ход боя отличается от первоначального плана, насколько
он бывает запутанным, как трудно предвидеть его исход,
даже если он хорошо спланирован. Никто еще не имеет
опыта ведения боевых действий в ядерный век. Поэтому
ез

есть все основания для ожесточенных споров относитель-
относительно того, какая доля населения данной страны останет-
останется в живых после тех или иных действий, а также отно-
относительна того, что несомненно сделают наши противники,
и относительно их возможных действий. Кроме того,
следует заметить, что физики, как и все люди, безуслов-
безусловно не безгрешны и не свободны от тщеславия. Можно
ожидать довольно гнусных дел, и они действительно на-
наблюдаются.
Но я полагаю, чго по нескольким важнейшим пунк-
пунктам, не содержащим ответы на все вопросы, к которым
мы питаем законный интерес, мы, физики, довольно точ-
точно представляем себе, в чем состоит наш долг. Во-пер-
Во-первых, честно сообщить то, что мы знаем все вместе, знаем
в той мере, в какой я знаю о преобразовании Лоренца и
двойственном характере волны-частицы, знаю на основа-
основании глубокой научной убежденности и опыта. Мы
считаем, что должны делиться этими сведениями от-
открыто, когда это возможно, должны сообщать их секрет-
секретно нашим правительствам по их требованию или даже
если наши правительства гого не требуют, осведомлять
их по тем или иным вопросам, как это сделал Эйнштейн
в 1939 году.
Все мы считаем своим долгом делать различие между
осведомлением в этом чрезвычайно специфическом и гор-
гордом, а потому часто абстрактном смысле, и между самы-
самыми лучшими нашими предположениями и компетентны-
компетентными оценками предложений, мотивы которых не могут
быть нам известны. Еще важнее делать различие между
наукой вообще, наукой, где многое уже известно и с каж-
каждым днем узнается все больше, и между нашими мечта-
мечтами и надеждами, которыми мы дорожим, о которых лю-
любим говорить и должны говорить, но в иной обстановке
и по-иному. Наконец, наш долг при любой возможности
вместе с нашими коллегами в соревнующихся, антагони-
антагонистических и, возможно, враждебных странах, вместе со
всеми, с кем у нас есть общие профессиональные, поли-
политические и просто человеческие интересы, содействовать
росту знаний и международному взаимопониманию.
Мы рассматриваем эту нашу деятельность как вклад
в общее дело, вклад, не слишком отличающийся от вкла-
вклада других людей. Но наш вклад в гораздо большей сте-
степени обусловлен растущим пониманием физического ми-
61

pa во все более запутанной, все более замечательной и
неожиданной ситуации. Мы рассматриваем эту нашу де-
деятельность как свой вклад в дальнейшее развитие мира,
который отличается разнообразием и любит разнообра-
разнообразие, который свободен и дорожит свободой, который сво-
свободно изменяется, чтобы приспособиться к неизбежным
потребностям перемен как в двадцатом столетии, так и
в будущих столетиях, но при этом имеем в виду мир,
который, несмотря на все свое разнообразие, свободу и
перемены, не должен состоять из национальных госу-
государств, вооруженных для войны, а быть миром, который
был бы прежде всего миром без войны.

Послесловие редактора
Имя автора этой небольшой книги американского фи-
физика Юлиуса Роберта Оппенгеймера известно не только
в среде физиков, но и далеко за ее пределами. Для боль-
большинства читателей Оппенгеймер — прежде всего чело-
человек, возглавлявший работу по созданию атомной бомбы
в США и впоследствии подвергшийся жестокой травле
со стороны пресловутой комиссии по расследованию ан-
антиамериканской деятельности и других представителей
реакционных кругов правящей верхушки.
Как физик Р. Оппенгеймер не сделал таких выдаю-
выдающихся работ, которые могли бы быть поставлены в один
ряд с важнейшими работами А. Эйнштейна, М. Планка,
Э. Резерфорда, Н. Бора, В. Гейзенберга, Э. Шредингера,
Л. де Бройля или других корифеев физики XX века. Од-
Однако ему принадлежит немало исследований, снискавших
глубокое уважение со стороны всех физиков и выдвинув-
выдвинувших его в число весьма крупных ученых.
Р. Оппенгеймер родился в 1904 году в Нью-Йорке, в
семье довольно богатого коммерсанта. Его отец, немец-
немецкий еврей, приехал в США в четырнадцатилетнем воз-
возрасте. Его мать была художницей и преподавала живо-
живопись. Она умерла, когда Оппенгеймеру было всего де-
девять лет.
В 1925 году он блестяще окончил Гарвардский уни-
университет и уехал продолжать образование в Европу.
Вскоре он был принят в Кембриджский университет и
начал работать в знаменитой Кавендишской лаборато-
лаборатории под руководством Эрнста Резерфорда. Уже в эти го-
годы он обнаружил редкую в наши дни среди физиков спо-
способность одинаково успешно работать как в области тео-
теории, так и в области эксперимента. По приглашению од-
одного из создателей атомной физики профессора Геттин-
06

генского университета Макса Борна Оппенгеймер пере-
переехал из Англии в Германию. В 1927 году он получил сте-
степень доктора Геттингенского университета.
В эти годы ему довелось слушать лекции выдающих-
выдающихся физиков мира — Нильса Бора, который приезжал из
Копенгагена читать лекции в Германию, Эрвина Шредин-
гера, Вернера Гейзенберга, Джемса Франка — и рабо-
работать вместе с ними над созданием квантовой механики.
Вспоминая это время, Оппенгеймер впоследствии пи-
писал: «Это был период кропотливой работы в лаборатори-
лабораториях, решающих экспериментов, дерзких начинаний, мно-
множества ошибочных исходных позиций и смутных дога-
догадок. Это было время непрерывной переписки, поспешных
конференций и дискуссий, критики и блестящих матема-
математических импровизаций. Это была эпоха созидания: но-
новые догадки вселяли ужас и энтузиазм одновременно».
В 1928 году Оппенгеймер вернулся на родину и вско-
вскоре стал профессором Калифорнийского университета в
Беркли, вблизи Сан-Франциско. Его лекции пользова-
пользовались огромной популярностью среди студентов и он вос-
воспитал целую плеяду молодых американских физиков,
немало способствуя превращению Беркли в один из
крупнейших центров физической научной мысли в США.
Тесное научное общение с выдающимися физиками
наложило неизгладимый отпечаток на всю научную би-
биографию Оппенгеймера. Развивая квантовую механику,
он провел многочисленные исследования новых свойств
вещества и излучения, разработал метод расчета рас-
распределения интенсивностей по компонентам спектров
излучения и создал теорию взаимодействия свободных
электронов с атомами. В дальнейшем сфера его научных
интересов постепенно стала перемещаться в область фи-
физики атомного ядра.
Все эти годы одновременно с занятиями физикой
Оппенгеймер успешно изучал литературу и философию,
писал.неплохие стихи. Занимаясь философией, он не ог-
ограничивался знакомством с трудами западных филосо-
философов, но изучил санскрит и тщательно ознакомился с буд-
буддизмом и индусской философией. Рассказывают, что ког-
когда декан физического факультета в Беркли спросил Оп-
Оппенгеймера о причинах, побудивших его остановить свой
выбор на Калифорнийском университете, Оппенгеймер
поразил декана, ответив, что его прельстила богатая уни-
67

верситетская коллекция стихов французских поэтов
XVI—XVII веков.
С чмомента открытия деления урана в 1939 году Оп-
пенгеймер постоянно интересовался изучением этого про-
процесса и связанной с ним проблемой создания атомного
оружия. Вскоре он существенно помог Э. Лоуренсу в раз-
разработке способов разделения изотопов урана. С осени
1941 года он регулярно участвовал в работе специальной
комиссии Национальной академии наук США, обсуж-
обсуждавшей проблемы использования атомной энергии в во-
военных целях. В это время Оппенгеймер руководил груп-
группой теоретической физики, которая изучала различные
пути создания атомной бомбы. Ему же в значительной
степени принадлежала идея объединения усилий всех
физиков, работавших в США над атомным оружием, в
едином научном центре. А когда эта идея получила вы-
высокую правительственную поддержку, руководить та-
таким центром было поручено Оппенгеймеру. В 38 лет он
возглавил необычайно крупную и сложную «сверхлабора-
«сверхлабораторию», которая должна была создать атомную бомбу в
США. В этом выборе немалую роль сыграли два обсто-
обстоятельства. Во-первых, Оппенгеймер резко выделялся
среди американских физиков своей разносторонностью;
он был знаком со многими областями физики XX века.
Во-вторых, Оппенгеймер обладал редким организатор-
организаторским талантом, умением сплачивать людей и поддержи-
поддерживать их работоспособность даже в очень трудных усло-
условиях.
Как выяснилось впоследствии, решение пригласить
Оппенгеймера на пост руководителя Лос-Аламосской
лаборатории было принято военно-административной
верхушкой США не без некоторых колебаний. Им было
хорошо известно, что Оппенгеймер в недавнем прошлом
явно симпатизировал левым кругам и даже имел личные
связи с некоторыми членами американской компартии.
Он был активным антифашистом, открыто выступал в
поддержку Испанской республики, оказывал материаль-
материальную помощь антифашистским организациям и даже сам
написал несколько пропагандистских брошюр и листо-
листовок, отпечатав их на личные средства. Однако эти убеж-
убеждения были неглубокими; они скорее походили на им-
импульсивную реакцию в ответ на приход Гитлера к власти
и последовавший за ним разгул фашистской реакции, не
68

обошедший и крупных немецких ученых. К моменту за-
заполнения анкеты прошло уже три года, как Оппенгеймер
порвал со своими прежними политическими друзьями и
стал вполне «лояльным и благонадежным». К тому же
он был слишком нужен военным руководителям «Ман-
хеттенского проекта» и прежде всего генералу Гровсу.
16 июля 1945 года была успешно испытана первая
американская атомная бомба, а вскоре Оппенгеймеру
пришлось вместе с другими членами «Военного комитета»
при президенте Трумэне выбирать объекты для атомной
бомбардировки Японии. И хотя к этому времени многие
из его товарищей-ученых, знакомых с успехами Лос-
Аламосской лабораторий, активно выступили против
варварских атомных бомбардировок мирных жителей, не
вызываемых военной необходимостью (ибо капитуляция
Японии была уже предрешена), Оппенгеймер не выразил
своего протеста. Впоследствии, объясняя это свое реше-
шие, он говорил, что должен был полагаться на военных
и политиков, которые лучше его знали детали реальной
обстановки.
В октябре 1945 года Оппенгеймер покинул пост ди-
директора Лос-Аламосской лаборатории и вскоре возглавил
Институт перспективных исследований в Принстоне —
своеобразное учреждение, куда периодически приглаша-
приглашаются на весьма выгодных условиях крупные ученые из,
различных стран.
Однако судьба его еще долго была связана с атом-
атомным оружием. Он становится председателем консульта-
консультативного комитета Комиссии по атомной энергии США,
доверенным советником политиков и генералов. В этой
должности Оппенгеймер принимает участие в разработ-
разработке американского проекта Международного контроля
над атомной энергией, подлинная цель которого состояла
не в том, чтобы запретить и уничтожить атомное оружие,
прекратить его производство и восстановить свободный
обмен научной информацией, а в том, чтобы обеспечить
США гегемонию во всех областях атомной энергетики.
Ему же пришлось рассматривать проект создания водо-
водородной бомбы. При этом Оппенгеймер фактически вы-
выступил против создания нового оружия массового разру-
разрушения.
В свете указанных выше фактов это решение может
показаться по крайней мере странным. Однако оно свиде-

тельствует об известной двойственности, противоречиво-
противоречивости во взглядах Оппенгеймера на весь комплекс атомных
проблем. Он, например, отлично понимал неприемле-
неприемлемость для других стран и прежде всего для Советского
Союза американских претензий на мировое господство в
атомных делах, и в то же время он искренне опасался
гонки атомных вооружений. Он принимал активнейшее
участие в создании атомной бомбы и немало времени за-
затратил на поиски путей к ограничению ее применения.
31 января 1950 года Трумэн подписал приказ начать
работы по созданию водородной бомбы. 1 ноября 1952 го-
года наземный прототип бомбы был взорван на одном из
коралловых островов Тихого океана.
21 декабря 1953 года Оппенгеймер был ознакомлен
с обвинениями, выдвинутыми против него генеральным
директором Комиссии по атомной энергии генералом Ни-
колсом. Оказывается хозяева Оппенгеймера никогда не
забывали о его прошлых «грехах» и не могли простить
ему некоторых шагов, связанных с уже отмеченной выше
непоследовательностью его позиции. Все эти годы за ним
неотступно следила военная разведка. И вот теперь про-
пробил его час! Так возникло дело Оппенгеймера. Трехне-
Трехнедельное разбирательство в Комитете по делам кадров
выдвинутых против Оппенгеймера обвинений, в том чис-
числе и обвинения в том, что он причастен к коммунизму и
даже является советским агентом, убедительно показало
вздорность главных доводов обвинителей. Однако Ко-
Комитет все же вынес решение, официально запрещающее
Оппенгеймеру доступ к военным секретам, и его контракт
с Комиссией по атомной энергии был расторгнут.
Несмотря на то, что во время разбирательства дела
отчетливо выявилась непоследовательность взглядов Оп-
Оппенгеймера по важнейшим из волновавших его вопросов
и противоречивость его поведения в годы создания атом-
атомного оружия, процесс вернул Оппенгеймеру симпатии
многих' ученых, которые в послевоенные годы отрица-
отрицательно относились к его официальной деятельности. Уче-
Ученые, как и другие представители американской интел-
интеллигенции, отчетливо увидели, какую огромную опас-
опасность науке, демократии и прогрессу представляет мак-
картизм. Федерация американских ученых заявила про-
протест Правительству США, а административный совет
Института перспективных исследований в Принстоне
70

единогласно утвердил Оппенгеймера в должности дирек-
директора Института.
В последующие годы Оппенгеймер вновь занялся ис-
исследовательской деятельностью, главным образом в об-
области физики элементарных частиц. Он неоднократно
выезжал за границу-для чтения лекций и участия в фи-
философских дискуссиях. В своих лекциях он постоянно
обращался к вопросу о взаимоотношении науки и об-
общества.
С каждым годом рос и его международный автори-
авторитет. Человек, заслуживший титул «отца атомной бом-
бомбы», стал символом ученого, который старается понять
свою ответственность перед обществом и свое место в
современном сложном и непрерывно изменяющемся
мире.
Р. Оппенгеймер умер в 1967 году. В последние годы
жизни Оппенгеймер 'часто обращался к ряду общих
проблем современной науки, возникших в ходе научно-
технической революции. Одной из таких острых общена-
общенаучных проблем является проблема передачи накоплен-
накопленных знаний, проблема обучения в самом широком смыс-
смысле этого слова.
Бурный рост научных знаний приводит к тому, что
знания, получаемые в процессе обучения в школе и да-
даже в институте, оказываются в очень короткий срок яв-
явно недостаточными как для профессиональной, так и
для общей деятельности человека. Непрерывно расту-
растущая пропасть между школьным образованием и совре-
современной наукой — вот одна из проблем, тревожащих
Оппенгеймера. В статье «Древо познания», опубликован-
опубликованной в 1958 году, он писал:. «Почти весь объем наших се-
сегодняшних знаний еще не входил в школьные учебники
тех времен, когда вы учились в школе, и вы не могли бы
к ним приобщиться, если бы не учились после оконча-
окончания школы. Уже одно это соображение настолько ус-
усложняет проблему распространения знаний, что послед-
последняя граничит с «кошмаром». Роль науки в жизни чело-
человеческого общества год за годом возрастает. Это созда-
создает настоятельную необходимость в приобщении милли-
миллиардов людей к современным научным достижениям.
Но эти достижения зачастую, например в математике
или физике, имекуг такие необычные формы, являются
настолько абстрактными, что воспринимать их нелегко
ft

даже самим математикам и физикам. Конечно, большин-
большинству людей и сегодня не нужны специальные сведения,
доступные только узким специалистам. Но основные
идеи и результаты, добытые наукой, должны получить
широкое распространение, ибо они в значительной сте-
степени определяют наше мировоззрение.
Люди должны быть осведомлены о достижениях со-
современной науки еще и потому, что многие из них не
только открывают перед человечеством небывалые воз-
возможности мирного использования, но и таят в себе опас-
опасность разнообразных военных" применений. Открытие
атомной энергии подарило человеку атомные электро-
электростанции, мирные атомоходы и широкие возможности ис-
использования радиоактивных изотопов, но оно же позво-
позволило создать и самое разрушительное оружие. Искус-
Искусственные спутники Земли могут нести службу погоды
или ретранслировать телевизионные передачи на огром-
огромные расстояния, но они же могут быть использованы для
шпионажа или атомного нападения. Чем лучше челове-
человечество будет информировано о грозящих ему опаснос-
опасностях, тем эффективнее будет борьба за сохранение мира.
Анализируя проблему приобщения человечества к
современной науке, Оппенгеймер пришел к пессимисти-
пессимистическому выводу. Он считал, что наука, превратилась в
наши дни в своеобразный заповедник, куда нет доступа
широким массам людей. Не раз в своих публичных вы-
высказываниях Оппенгеймер говорил о невозможности рас-
раскрыть неподготовленным слушателям суть многих но-
новейших научных проблем. Однако это не мешало ему
прилагать немалые усилия для популяризации современ-
современной науки. Ибо, как он говорил в Уидденских лекциях,
предпочтительнее увидеть «Гамлета» на сцене в пре-
прекрасном исполнении, но если это не удастся, то лучше
все же прочитать пьесу, нежели остаться в неведе'нии до
конца своей жизни. Прекрасным примером подобных по-
попыток может служить цикл из шести лекций, прочитан-
прочитанных им в 1953 году по британскому радио и изданных
под названием «Наука и общедоступные знания».
Мы не можем полностью согласиться со взглядами
Оппенгеймера на проблему распространения знаний.
Безусловно, нелегко сегодня объяснить широкой аудито-
аудитории сосуществование корпускулярных и волновых
свойств у элементарных частиц или прохождение частицы
П

сквозь потенциальный барьер. Но ведь и в прежние вре-
времена человечество уже встречалось с подобными ситу-
ситуациями. Известно, например, что во времена Ньютона и
Лейбница лишь немногие разбирались в существе диффе-
дифференциального и интегрального исчисления. А сейчас на-
назрела необходимость излагать эти основы в средней шко-
школе. Усилия многих математиков, ученых и педагогов по-
позволили придать этим знаниям общедоступную форму.
Конечно, научно-техническая революция не дает нам
никакого простора во времени. В наши дни все сроки
очень сильно сокращены. Порой возникает необходи-
необходимость информировать людей о новых научных возмож-
возможностях буквально вслед за их появлением. Ну что же,
тем больше усилий должны прилагать ученые к реше-
решению этой проблемы.
Другой проблемой, глубоко занимавшей Оппенгейме-
ра, была проблема моральной ответственности ученого в
современном обществе. Человек, сделавший первые
атомные бомбы и участвовавший в принятии решения о
бомбардировке Хиросимы и Нагасаки, не мог, по-видимо-
по-видимому, не думать над этой проблемой. — В какой мере уче-
ученый должен отвечать за последствия сделанных им от-
открытий?
Взгляды Оппенгеймера претерпели, однако, сущест-
существенную эволюцию. В последние годы жизни он все более
активно выступал за мирное разрешение спорных меж-
международных проблем, за международное сотрудничество.
Эта точка зрения отражена и в настоящих лекциях.
Создание атомного оружия поставило человечество в
совершенно новые условия. Оппенгеймер выразил эту
мысль следующими словами: «... речь идет о мире, кото-
который не имеет аналогичных примеров в прошлом. Мир
никогда еще не стоял перед возможностью самоуничто-
самоуничтожения — в известном смысле, аннигиляции — которую
можно было бы сравнить с нынешней возможностью. Он
также не стоял перед необходимостью принять решение,
подобное, хоть в какой-то степени тому, которое связано
с этой проблемой» (стр. 63).
Эта новая ситуация возникла в результате развития
физики и, как говорит Оппенгеймер: «... на многих фи-
физиках лежит огромная ответственность за те советы, ко-
которые они давали своему правительству, за те выступле-
выступления, которые они делали перед общественностью, а са-
78

мое главное — за попытки на начальной стадии найти
верное направление» (стр. 63).
Конечно, далеко не все ученые могут сделать сами.
Как говорит Оппенгеймер, «...вопрос о нашем на-
назначении на Земле, вопрос о создании правительства,
которое осуществляло бы наши цели, вопрос об ответ-
ответственности ученых не решается в лаборатории и
не может быть урегулирован с помощью какого-
либо уравнения или математических вычислений»
(стр. 63). И это обязывает ученых не замыкаться
в кругу своих профессиональных интересов, а вести
сознательную общественную деятельность, стремиться
активно воздействовать на ход событий. Так в свое вре-
время поступали А. Эйнштейн, Н. Бор, Д. Берналл, Ф. Жо-
лио-Кюри, Ф. Поуэлл и многие лучшие представители
науки. Но, к сожалению, есть и другие примеры. Неда-
Недаром Оппенгеймер говорит: «Физики, как и все люди, бе-
безусловно не безгрешны и не свободны от тщеславия.
Можно ожидать довольно гнусных дел, и они действи-
действительно наблюдаются». Действительно',' достаточно вспом-
вспомнить откровенно милитаристские высказывания Э. Тел-
лера, тоже крупного физика-атомника, чтобы согласить-
согласиться с этими словами.
Оппенгеймер сам долгое время находился между
двумя полюсами, постепенно отходя в сторону повышен-
повышенных гражданских требований к себе, как к человеку ве-
великого человеческого сообщества. Горький жизненный
опыт привел его к довольно пессимистическим выводам.
Даже в публикуемых здесь лекциях он говорит: «Мы
участвуем в гонке вооружений, которая представляет
собой беспрецедентную опасность для человечества. И,
по-моему, здесь не надо говорить ни о количестве дья-
дьявольщины, накопленной обеими сторонами, ни о мерах
предосторожности, которые необходимо принять, чтобы
она не взорвалась, ни о связанных с этим трудностях...
Я сомневаюсь в том, что имеется некая конкретная, пра-
правильная идея относительно преобразования мира, в ко-
котором можно было бы жить вместе с этим оружием,
жить, выполняя прочие наши обязательства и не теряя
надежды» (стр. 62).
Единственный путь, который, по его мнению, мог бы
вывести человечество из атомного тупика, — это созда-
создание единого человеческого общества, возглавляемого
П

учеными. Недаром в последней из лекций он цитирует
бывшего военного министра США Стимсона, который
писал: «Человечество не сможет жить с расщепленным
атомом, если не будет всемирного правительства». Все-
Всемирное правительство ученых — о нем, каждый по-свое-
по-своему, думали Эйнштейн и Бор, Гейзёнберг и Юкава. Но
Оппенгеймер слишком хорошо знал, что это всего лишь
мечта, весьма далекая от реальности, утопия, лишенная
какой бы то ни было социальной основы. До последних
дней своей жизни он так и не понял, что «конкретная
правильная идея относительно преобразования мира»
давно уже существует. Она воплощена в могучем лагере
социализма, провозгласившем мир одним из краеуголь-
краеугольных камней своей политики. Советский Союз давно уже
лишил американских империалистов каких-либо надежд
на мировое господство, дав миру возможность избежать
атомной войны. И это есть величайшая политическая
реальность наших дней, подлинная гарантия мира и бе-
безопасности народов.
Представленные в данной книге три лекции Р. Оп-
пенгеймера во многом перекликаются с его ранее издан-
изданными сборниками «Наука и общедоступные знания» и
«Открытый мозг». В них он также касается основных
тревоживших его проблем, делая еще одну попытку до-
донести до слушателей великие революционные завоевания
физики XX века.
Текст лекций воспроизведен по стенографическим
записям, обработанным не автором, а профессором
Макмастерского университета М. Престоном. По суще-
существу это не литературная запись, а разговорная речь,
что создает дополнительные трудности как для перевод-
переводчиков, так и для читателей. При переводе и редактиро-
редактировании мы сознательно избегали «олитературивания»
текста, стремясь сохранить особенности живой авторской
речи, хотя они иногда и режут глаз читателя. Текст лек«
ций воспроизведен здесь полностью, практически без ка-
каких-либо сокращений.
Общее название цикла «Три кризиса в физике» нес-
несколько своеобразно. Понятие «кризис в физике» вполне
подходит к тем ситуациям в истории физики, которые
разрешились созданием теории относительности и квдн-
товой механики. Суть кризиса состояла в том, что эти
новые теории, существенно расширившие и углубившие
1$

наши представления о природе, привели к крутой ломке
безраздельно господствовавших фундаментальных пред-
представлений и понятий, таких как время, пространство, од-
одновременность, причинность и т. п. Как показал
В. И. Ленин в работе «Материализм и эмпириокрити-
эмпириокритицизм», анализируя первый из рассмотренных Оппенгей-
мером кризисов физики, суть его состояла в том, что фи-
физика отходила от прежних механистических позиций на
позиции диалектического материализма. «Такие измене-
изменения, — говорит Оппенгеймер, — навязываются физикам
в какой-то степени вопреки их собственной воле потому,
что они, как приверженцы определенных традиций, кон-
консервативны. В течение нашей жизни мы не раз наблю-
наблюдали ломку установившихся понятий и опыта. В таких
случаях применяется ходячее выражение «пережить ре-
революцию во взглядах», но это не совсем верно, так как
наши взгляды и опыт углублялись и изменялись, но пол-
полностью не отвергались» (стр. 10). И определяя главную
задачу всего цикла, Оипенгеймер тут же говорит: «Я по-
полагаю, что общее знакомство с такого рода явлениями и
наличие такого опыта может оказаться полезным в раз-
разрешении человеческих проблем в условиях столь быстро
меняющегося мира» (стр. 11).
Анализируя второй кризис в физике XX века, связан-
связанный с возникновением квантовой механики, Оппенгеймер
уделяет значительное внимание гносеологическим проб-
проблемам. К этим проблемам он неоднократно обращался и
раньше, как в своих популярных лекциях, так и в спе-
специальных исследованиях. Оценивая философские взгляды
Оппенгеймера, следует сказать, что он занимал значи-
значительно более разумные позиции, нежели представители
так называемого «физического идеализма». Он открыто
выступал против попыток толковать соотношения неоп-
неопределенности, как свидетельство «свободы воли электро-
электрона» и доказательство невозможности причинного описа-
описания природных явлений. Однако некоторые из его выска-
высказываний, приведенных в данной книге, могут ввести в за-
заблуждение читателей.
На стр. 52 Оппенгеймер говорит о том, что квантовая
механика ограничивает возможность объективного опи-
описания атомных систем. Эту ограниченность, присущую в
известной мере современной квантовой механике, следу-
следует понимать не как принципиальное ограничение возмож-
76

ности познания природы атомных систем; она является
свидетельством ограниченности применимости прежних
физических понятий, таких как точечные координаты или
импульс, к сложным атомным, структурам, обладающим
^олнобыми свойствами.
На стр. 53 утверждается, что квантовая механика —
это неде?ерминистическая теория, с последующей ссыл-
ссылкой на Лапласа. Действительно лапласовский детерми-
детерминизм не свойствен квантово-механическим процессам, они
не отвечают требованиям механистического детерминиз-
детерминизма, согласно которым по начальным условиям можно
точно предсказать поведение системы в любой будущий
момент времени. Однако, как показал, например, член-
корреспондент АН СССР Д. И. Блохинцев в своей книге
«Принципиальные вопросы квантовой механики» («Нау-
(«Наука», 1966 г.), даже в классической механике ни одна ре-
реальная система не удовлетворяет этим требованиям. Не-
Неизбежные погрешности в определении начальных данных,
воздействие случайных сил и другие причины приводят
к тому, что и здесь лапласовский детерминизм оказы-
оказывается идеализированной схемой. Недаром даже в астро-
астрономии, где казалось бы существуют идеальные условия
для выполнения требований Лапласа, приходится перио-
периодически вносить коррективы в произведенные прогнозы.
Таким образом даже в классической механике мы имеем
дело лишь с иллюзией однозначного механистического
детерминизма.
Квантовая механика расширила понятие о причинных
связях явлений, обогатила наши представления о взаи-
взаимоотношении между причинами и следствиями в духе
диалектического материализма, а отнюдь не утвердила
индетерминизм в физике.
Что касается третьего кризиса в физике, то суть его
совершенно иная. Это скорее не столько кризис физики,
сколько кризис физиков. На стр. 62 Оппенгеймер гово-
говорит следующее: «Это, конечно, не интеллектуальная проб-
проблема, подобная той, из которой родилась теория относи-
относительности или появилось решение таких парадоксов, как
двойственный характер волны-частицы и квантовая тео-
теория». Действительно, здесь речь идет не о выработке но-
новых представлений в области физической теории, а о но-
новых представлениях относительно роли ученого в совре-
современном обществе и его ответственности перед обществом.
77

Кратко рассказав слушателям об истории создания и
применения атомной бомбы в годы второй мировой вой-
ды, Оппенгеймер ставит перед нами целый ряд таких
вопросов и питается Дать на них ответ. О его позиции в
отношении к этим проблемам мы уже говорили выше.
Здесь же лишь отметим некоторую необъективность и
тенденциозность в освещении: исторических фактов, осо-
особенно проявляющуюся тогда, когда речь идет о позиции
Советского Союза. Так как все эти факты многократно
освещались и разбирались в нашей широкой печати нет
никакой необходимости в более детальном их разборе.
Отметим лишь, что мы вполне солидарны с заключитель-
заключительными словами Оппенгеймера о том, что физики всех
стран должны направить свои усилия на обеспечение
мира, принимая активное участие в гражданской дея-
деятельности, направленной к этой благородной и-жизнен-
и-жизненно необходимой цели.
В. ЛЕШКОВЦЕб

Содержание
Из предисловия 3
Введение 5
JL. Пространство и время в
2* Атом и ноле 35
3. Война и нации 55
Послесловие редактора 60

Р. Оппенгеймср
Летающая трапеция:
три кризиса в физипе
Редактор В. А. Кузьиичева
Худой», редактор А. С. Александров
Тежд. редактор Р. А. У г «я о в а
Корректор 16. А, Смирнова.
Сдано в набор 18/IX—1967 г.
Подписано в печать 31 /X—1967 г.
Будеага 84Х1О8/Зг, типографская № 3
Уел. печ. л. 4,2 Уч.-изд. л. 3,92
Тираж 100000 окз. Заказ изд. 1766
Цена 19 коп. Заказ тип. 1653.
Атсшкздат, Москва, К-31. ул. Жданова, 5/7
Московская тип. •№ 4 Главиолиграфпрома
Комитета но печати при Совете
Министров СССР
Б. Переяславская, 46