Как «вера» во Вселенную погубила двух гениальных гениальных людей.
«Мне это не нравится, и я сожалею, что имел к этому какое-то отношение». - Шредингер
Идея о том, что если бы мы были достаточно умны и сообразительны, мы могли бы предсказать, как будет разворачиваться Вселенная, восходит к нам задолго, задолго до того, как человечество даже подозревало, к чему приведет наука. быть. Пророки, авгуры, прорицатели и прорицатели, как считалось, обладали поистине мистической силой, поскольку сама перспектива узнать будущее была такой же неуловимой, но такой же дразнящей, как магия, которая, как считалось, находится внутри философского камня.
Но после нескольких поколений неудач случилось нечто невероятное. Опираясь на старые астрономические работы Эратосфена, Аристарха, Гиппарха, Аполлония Пергского и Птолемея, ученые 16-го и 17-го веков начали не только раскрывать предсказательные описания того, как огни в небе над головой будут двигаться с течением времени, но и механизм позади него. Достигнув кульминации в 1687 году, когда Ньютон создал теорию всемирного тяготения и опубликовал его «Начала», мы вступили в новую, научную эру предсказаний.
Предсказание больше не было бы своего рода пари или интерпретацией, а скорее то, что физически произойдет в будущем - от гравитации на Земле до возвращения комет до серии сталкивающихся частиц - было все внезапный полностью решительный. Все, что вам нужно было сделать, - это знать положение и движение каждой частицы в системе, даже если ваша система - это вся Вселенная, и будущее всего можно было бы полностью узнать с произвольной точностью, если бы вы обладали сколь угодно большой вычислительной мощностью.
В 19 веке также стали хорошо понимать электричество и магнетизм, достигнув кульминации в 1865 году (ровно 150 лет назад) с формулировкой уравнений Максвелла. Это тоже было полностью детерминировано. Если бы вы знали количество частиц, заряд и массу каждой частицы, то, как они взаимодействуют и каковы их начальные скорости, вы могли бы предсказать поведение всего, от самых больших масштабов до самых маленьких, без какой-либо неопределенности.
Это была Вселенная, в которой родились Эйнштейн и Шредингер, и которую они оба выросли, исследуя.
Каждый из них шел своим собственным, уникальным путем, как в образовательном плане , так и с Эйнштейном, развивавшим свою физическую интуицию, но запинавшимся в математике, которую он считал в основном бесполезной, в то время как Шредингер стал образцовым учеником, готовым следовать академические причуды и мода дня - и лично, способами, которые большинство из нас никогда не знали. В академическом плане Эйнштейн сделал огромный вклад в относительно молодом возрасте, в том числе в броуновское движение, открытие специальной теории относительности, фотоэлектрического эффекта и вывод E=mc^2 всего в свои 20 лет, в то время как достижения Шредингера были незначительными и скромными в относительно молодом возрасте. ученый. Эйнштейн разработал общую теорию относительности в свои 30 лет, а затем, в свои 40, открыл статистические свойства газов, состоящих из идентичных частиц. Только с этим последним вкладом - и некоторым вдохновением от самого Эйнштейна - Шредингер совершил свой великий прорыв: разработал уравнение Шредингера в относительно позднем возрасте 38 лет, описывающее плотность вероятности частиц, их энергию и время их движения. эволюция на квантовомеханическом уровне.
История двух великих физиков и то, как они пришли к этому (а также личная борьба, влияние, победы и… сомнительный выбор, который они сделали на этом пути), является предметом половины нового романа Пола Халперна. книга: Кости Эйнштейна и кот Шрёдингера: как два великих ума сразились с квантовой случайностью, чтобы создать единую теорию физики. По пути вы столкнетесь с огромным количеством имен и открытий, которые вы, вероятно, узнаете (Резерфорд, Эренфест, Швингер, Гейзенберг, Фейнман, Минковский и другие), а также с другими именами и персонажами, с которыми даже профессиональные физики в основном не знакомы.
Другая половина - возможно, более интересная с философской точки зрения половина - книги сосредоточена на убеждении, которое было у обоих людей (Эйнштейн непоколебим в своем убеждении, Шредингер - своего рода колеблющаяся загадка), что Вселенная должна, в на каком-то фундаментальном уровне может быть детерминистическая система, которую изначально представлял себе Ньютон.
Именно их переписка и дружба привели к мысленному эксперименту с котом Шредингера и к тому, что сам Шредингер разработал единую теорию относительности и электромагнетизма - надеюсь, вместе с ядерной силой - , которая не оставила бы места для индетерминизм. Мысль о том, что кошка может быть одновременно и мертвой, и живой, была им обоим просто отвратительна.
История мастерски рассказана, и Павел проявляет явное благоговение и уважение к своим подданным, даже когда мы читатель можем поспешить с осуждением и проклятием. Шредингер, в частности, производит впечатление чрезвычайно трусливого и неуверенного в себе человека, напоминающего (для самых младших читателей из вас) Шоу Такера, алхимика, который готов пожертвовать всем, что ему дорого, ради величайшей славы, какую только можно вообразить. Последствия, какими бы они ни были, были небольшой ценой.
В конце концов, никакие доказательства не могли отговорить ни Шредингера, ни Эйнштейна от их идеологического вывода о том, каким должен быть мир, несмотря на то, что они сами и их усилия снова и снова терпели неудачу, независимо от того, какой путь они выбрали..
Легко вспомнить старую поговорку о том, что физика продвигает одни похороны за раз, поскольку старая гвардия, похоже, не может отказаться от своих идей о том, как должен работать мир. в пользу того, как это на самом деле работает, как показывают доказательства. Даже сотрудничество Эйнштейна с Паули, когда они подробно выяснили, почему и на каких основаниях их схемы объединения обречены на провал, не отговорило ни Эйнштейна, ни Шрёдингера от продолжения того же направления исследований..
Если вас вообще интересует мысль о том, что «возможно, Бог не играет в кости со Вселенной», вам действительно следует прочитать эту книгу, и если вы похожи на меня, вы кончится тем, что в разные моменты захочется прыгнуть на страницы и трясти одного (или обоих) мужчин туда-сюда, умоляя их усвоить бесценный урок, который Вселенная пытается преподать им. Если вы любитель истории, вам захочется делать заметки обо всех открытиях и именах, просто выброшенных мимоходом, так как даже самые начитанные из вас найдут то, чего вы не знали; Я сам не осознавал, что «Клейн» бутылок Кляйна (Феликс Клейн) и Клейн теории Калуцы-Кляйна (Оскар Клейн) - это два разных человека!
Как бы то ни было, Марсело Глейзер очень хорошо резюмирует книгу, заявляя:
«Мы видели книги, в которых Эйнштейн и Шредингер прославляются как два величайших ученых всех времен. С ясностью и усердием Халперн делает нечто иное: он исследует, как интеллектуальное любопытство и тщеславие переплетаются с борьбой за власть и средствами массовой информации, чтобы выявить худшее в доброжелательных людях, особенно когда ставки так высоки, как создание бога. например, «теория всего».
Хотя я не согласен со всем, что пишет Пол, в частности, с его кажущимся восхищением случаями, когда каждый человек оказывался прав в чем-то тогда неизвестном по каким-то очень неправильным причинам (например, в предсказании Шрёдингером темной энергии), это чрезвычайно информативное чтение, которое наверняка вызовет у большинства читателей твердое мнение об относительных достоинствах и недостатках этих двух жизней. В книге Пола Халперна об Эйнштейне и Шредингере мы получаем взгляд изнутри на два очень разных блестящих ума, борющихся с проблемой, от которой вас не избавит никакое гениальное мышление: изучение теории физики, которая не описывает Вселенную, в которой мы живем. в. Заставляет задуматься, сколько «лучших» теоретических идей не имеют доказательств в настоящее время:
- суперсимметрия,
- дополнительные измерения,
- великое объединение,
- струнная теория,
окажется совершенно неверным. Кроме того, это заставляет задуматься, сколько - если кто-либо из его сторонников захотят отказаться от этих идей, или если они, как Эйнштейн и Шредингер, будут изо всех сил пытаться мельком увидеть землю обетованную, которую они никогда не увидят. тянуться, как Моисей, к Ханаану, вплоть до дня своей смерти.
Подберите новую книгу Пола Халперна «Игральные кости Эйнштейна и кот Шредингера: как два великих ума сразились с квантовой случайностью для создания единой теории физики» здесь. Интервью с ним читайте здесь, если хотите.
И оставляйте свои комментарии на форуме Starts With A Bang в Scienceblogs!