Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Методология науки
Избранное
Публичные лекции
Лекции для школьников
Библиотека «Династии»
Интервью
Опубликовано полностью
В популярных журналах
Из Книжного клуба
Статьи наших друзей
Статьи лауреатов «Династии»
Выставка
Происхождение жизни
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Новости науки

 
21.02
В пении флейтовых птиц обнаружены музыкальные принципы

20.02
Экстракт из старых сородичей ускоряет старение

16.02
Открыт бензольный дикатион — пирамида с шестикоординационным углеродом

15.02
Детектор ATLAS увидел рассеяние света на свете

14.02
Кембрийское ископаемое Saccorhytus поместили в основание эволюционной линии вторичноротых






Главная / Библиотека / Из Книжного клуба версия для печати

«Играют ли коты в кости?». Глава из книги

Пол Хэлперн


Играют ли коты в кости?

Пол ХЭЛПЕРН

Играют ли коты в кости?

Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания

(Paul Halpern. Einstein’s Dice and Schrödinger’s Cat: How Two Great Minds Battled Quantum Randomness to Create a Unified Theory of Physics)

История того, как Альберт Эйнштейн и Эрвин Шрёдингер пытались создать теорию поля, которая объединила бы все силы природы.


Глава 5. Жуткие связи и коты-зомби

Бывают случаи, когда мы принимаем действительно непростые, серьезные, болезненные решения, тогда мы молимся Всевышнему и просим у него помощи. Но в этих случаях Он неумолим! Нам приходится принимать решения самим. Все, что должно произойти, обязательно произойдет, жизнь продолжается. У жизни не существует [волновой] функции.

Эрвин Шрёдингер.
«Индетерминизм и свобода воли»

Шрёдингер был выдающимся человеком, но не особенно отважным. Он стремился к тому, чтобы им восхищались: его коллеги, общество, женщины, — и он часто именно так подбирал слова, чтобы скорее достичь этой цели. Он никогда не хотел, чтобы политика или религия становились между ним и другими, поэтому старался придерживаться как можно более нейтральной позиции по чувствительным вопросам. Хотя он и выражал свои философские взгляды в эссе, они формулировались в виде размышлений, а не незыблемых догм.

Тем не менее приход нацистов к власти и их преклонение перед мужским тевтонским доминированием настолько противоречили характеру Шрёдингера, что он не смог скрыть своих чувств. В отличие, например, от Гейзенберга, он презирал любые формы национализма. Ему нравились иностранные языки, религиозное разнообразие и экзотические культуры. Он не видел оснований для того, чтобы ставить германский народ и его традиции выше всех остальных.

Энни вспоминала, как однажды отвращение Эрвина к нацизму выплеснулось в стычке с разгневанными штурмовиками. Он хотел пройтись по Вертгейму, одному из крупнейших универмагов Берлина, и узнал, что его бойкотируют из-за еврея-владельца. 31 марта 1933 года нацисты объявили национальный бойкот еврейским предприятиям. Головорезы со свастикой на нарукавных повязках преграждали клиентам вход в магазин и устраивали драки с каждым, кого считали евреем. По словам Энни, Эрвин повздорил с одним из головорезов, не сознавая опасности, и его чуть было не избили. В самый последний момент молодой физик Фридрих Мёглих, сторонник нацистов, узнал Шрёдингера и вступился за него1.

Шрёдингер начал избегать заседаний Прусской академии наук, возможно, считая, что его могут вовлечь в политические игры. Действительно, так и произошло. Первого апреля руководство дало резкий ответ на уведомление Эйнштейна о том, что он обрывает все связи с академией и Германией в целом. В заявлении, получившем широкую огласку, оно открыто осудило Эйнштейна за «антинемецкое» поведение. В ужасе от таких действий Макс фон Лауэ, который был активным членом академии, предложил голосовать за отзыв заявления академии. Но ни один из ведущих членов не встал на защиту Эйнштейна — даже Планк, который был его давним сторонником. Голосование провалилось, и заявление не было отозвано. Отсутствовавший во время дискуссии Шрёдингер публично никак не выразил свою позицию.

Эйнштейн не простил академии этого трусливого поступка. Предательство членов академии (за исключением фон Лауэ, Шрёдингера и в какой-то мере Планка, который оказал поддержку в частном порядке, но не публично) стало для него горькой пилюлей. Отказ академии проигнорировать политику нацистов был одной из причин, по которым он никогда больше не ступил на немецкую землю, даже после войны.

Осуждение Эйнштейна Прусской академией наук стало первым толчком, предвещавшим в будущем гораздо большее землетрясение. Седьмого апреля немецкий парламент принял гнусный закон о восстановлении профессиональной службы, который запрещал евреям и политическим противникам нацистов занимать государственные должности, в том числе преподавать и заниматься научной работой. Единственными исключениями в первое время были ветераны Первой мировой войны, служившие на фронте, а также те, кто потерял на войне родственников, и те, кто занимал свои посты до войны. Но эти исключения просуществовали недолго.

Больше всего пострадал от нацистского запрета университет Гёттингена, в котором работало много ученых еврейского происхождения. Максу Борну, хотя он и был одним из основателей квантовой физики, сообщили, что он должен уйти в отставку.

Математики Эмми Нётер и Рихард Курант также были уволены. Лауреат Нобелевской премии экспериментатор Джеймс Франк сам подал в отставку, прежде чем ему было предложено покинуть свой пост. Фон Лауэ в очередной раз попытался заручиться поддержкой своих коллег, чтобы осудить эту чистку, но безрезультатно. Планк, чей голос имел бы большой вес, отказался открыто протестовать против нацистов, хотя в частных беседах выражал свой ужас от такого развития событий.

Рекрутеры из университетов других стран быстро поняли, что эта потеря Германии вполне может стать их приобретением. Первым, кто воспользовался такой возможностью, был физик из Оксфордского университета Фредерик Линдеманн, решивший переманить нескольких знаменитостей, чтобы усилить исследовательский потенциал своего университета. Благодаря Дж. Дж. Томсону, Эрнесту Резерфорду и другим ученым Кембридж сильно опережал Оксфорд в научных достижениях, и Линдеманн надеялся хоть немного сбалансировать ситуацию. Высокомерный, пафосный, столь не любимый многими Линдеманн уже видел Эйнштейна на постоянной должности в Оксфорде, но Эйнштейн приезжал лишь раз в году и на короткий срок. Антисемитский закон означал, что другие ученые, скорее всего, уедут из Германии по примеру Эйнштейна. Возможно, подумал Линдеманн, ему удастся их уговорить, и Оксфорд станет для них новым домом.

Линдеманн родился в Германии и окончил Берлинский университет, поэтому он был хорошо знаком с этой страной и следил за ее политикой. Сразу поняв, что нацистский режим будет представлять угрозу для всего мира, он поделился своими опасениями с Уинстоном Черчиллем, одним из своих ближайших друзей. Во время Второй мировой войны премьер-министр Черчилль назначил его главным научным консультантом и поспособствовал в получении британского звания пэра как лорда Черуэлла. Линдеманн оказал большое влияние на британскую военную политику, славно (или позорно, в зависимости от точки зрения) выступая за бомбардировку немецких районов жилой застройки. По иронии судьбы, учитывая его будущую роль в военное время, на Пасху 1933 года Линдеманн попал в небольшую аварию, когда поехал в Германию на своем «роллс-ройсе», чтобы встретиться с немецкими учеными.

По предложению Зоммерфельда Линдеманн решил обратиться к Фрицу Лондону, маститому квантовому физику, внесшему фундаментальный вклад в теорию химической связи и межмолекулярных сил. Во время визита к Шрёдингеру оксфордский профессор упомянул о предложении должности Лондону. К большому удивлению Линдемана, Шрёдингер попросил иметь его в виду, если Лондон откажется. Линдеманн не думал, что ученые нееврейского происхождения, такие как Шрёдингер, могут быть заинтересованы в отъезде из Германии, но согласился обсудить этот вопрос с потенциальными спонсорами новых должностей в Оксфорде.

Призыв помощников

Шрёдингеру на тот момент было хорошо известно, что поиски Эйнштейна хорошей должности в других странах увенчались успехом. Учитывая его финансовые потребности и враждебное отношение к нацистам, возможность получения должности в Оксфорде выглядела для него привлекательно. Впрочем, как и Эйнштейн, Шрёдингер выдвинул в качестве условия требование найма своего помощника. У Эйнштейна был Майер, а у Шрёдингера — Артур Марх. Он спросил Линдеманна, сможет ли он предоставить позицию в Оксфорде еще и Марху, чтобы они могли работать вместе.

Тем не менее Эйнштейн и Шрёдингер преследовали разные цели, когда просили устроить и своих ассистентов. Эйнштейну было за пятьдесят, и он уже не имел достаточного терпения производить кропотливые расчеты. Поэтому Майер был очень важен для повышения его производительности. Ситуация с Мархом была иной. Шрёдингер только обсуждал с ним возможность написания совместной книги, но они никогда ранее не сотрудничали. Скорее всего, с Артуром поехала бы его жена, Хильде, в которую Эрвин был сильно влюблен.

Линдеманн вернулся в Англию и сразу поспешил получить финансирование для всех позиций, на которые договорился, в том числе для Шрёдингера и Марха. Между тем обстановка в Германии продолжала ухудшаться. Май был еще хуже, чем апрель. Количество увольнений евреев постоянно росло. На Бебельплац, прямо напротив Берлинского университета, массовое сожжение книг еврейских авторов и другой запрещенной литературы показало, насколько упал уровень интеллектуальной жизни в Германии. Борн уехал в Италию, ожидая обещанной должности в Кембридже.

Отчасти чтобы избежать беспорядков, Шрёдингеры и Мархи решили провести лето в Швейцарии и Италии, а также нанести визиты Паули, Борну и Вейлю. Ранее Вейль получил должность в Гёттингене, но поскольку его жена была еврейкой, он решил уйти в отставку и уехать из Германии. Позднее он занял должность в принстонском Институте перспективных исследований (IAS).

В горах Северной Италии Эрвин уговорил Хильде отправиться с ним в длинный велосипедный поход — только они вдвоем, и больше никого. Во время этой поездки между ними вспыхнула страсть. Примерно в это время Хильде забеременела от Эрвина. Вместо того чтобы разводиться со своими супругами, они решили построить необычные отношения — чрезвычайно сложный брак.

Линдеманн снова встретился со Шрёдингером в сентябре, в живописной деревушке Мальчезине на берегу озера Гарда в Италии.

Он был счастлив сообщить, что британская фирма Imperial Chemical Industries согласилась профинансировать несколько должностей, в том числе двухлетний пост для Шрёдингера и отдельную временную позицию для Марха. Шрёдингер получит должность в престижном колледже Магдалины в Оксфорде. Хотя размеры окладов еще не были известны, Шрёдингер не имел ни малейшего желания возвращаться в Берлин и с радостью принял предложение. Он, Энни и Хильде переехали в Оксфорд в начале ноября. Артуру нужно было согласовывать свой отъезд в Инсбруке, где он тогда работал, поэтому он вернулся туда на некоторое время.

Отъезд Шрёдингера из Германии разозлил нацистов. Он был слишком известным физиком нееврейского происхождения, чтобы вот так просто взять и уехать. Гейзенберг, хотя и не состоял в нацистской партии и не был ее сторонником, был расстроен из-за того, что Шрёдингер покинул Германию. В представлении Гейзенберга верность родине и научному прогрессу Германии должны были стоять вне политики. «Нужно просто переждать и надеяться на более разумное правительство, думал он, а не бежать из страны». Все же, к чести Гейзенберга, он решительно выступил против Филиппа Ленарда и Йоханнеса Штарка, которые считали, что всю «еврейскую физику», в том числе теории Эйнштейна и Борна, следует запретить во имя «физики немецкой» (имея в виду германских физиков нееврейского происхождения). Гейзенберг продолжал поддерживать дружеские контакты с евреями-физиками вплоть до начала войны, а после войны опять возобновил. Он призывал немецких евреев-физиков, таких как Борн, попытаться оставаться в Германии как можно дольше, чтобы сохранить активность научной мысли. Поэтому в его глазах решение Шрёдингера было поражением для немецкого научного сообщества.

Берлин, покинутый Шрёдингером, мало походил на город, который он так любил. Меньше года назад в германской столице бурлила жизнь: искусство, наука и политика были на подъеме. Ее авангардные театральные постановки и оперетты привлекали внимание всего мира. Она радушно принимала людей всех вероисповеданий и точек зрения. Однако к концу 1933 года Берлин стал культурной пустыней, открытой только для искусства, музыки и театра, соответствующих официальной идеологии режима. Обсуждение вклада Эйнштейна в теоретическую физику было запрещено. Пресса стала настолько цензурируемой, что только одна газета опубликовала заметку об отъезде Шрёдингера.

Следующая новость стала еще большим ударом по самолюбию нацистов и еще больше потешила и без того раздутое эго Линдеманна. Вскоре после переезда Шрёдингера в Оксфорд ему присудили Нобелевскую премию по физике 1933 года за разработку волнового уравнения. Он разделил премию с Дираком. Линдеманн дефилировал по Оксфорду со своим трофеем и попросил Imperial Chemical Industries повысить тому жалованье.

Поначалу все шло хорошо. Но несколько месяцев спустя Хильде родила Эрвину дочь, которую назвали Рут. Оксфорд негодовал от того, что деньги были потрачены на содержание любовницы. С этого момента у Шрёдингера было мало шансов получить постоянную должность в Оксфорде, даже с новенькой Нобелевской премией в кармане.

Коварен, но не злонамерен

После большей части года, проведенной в Бельгии под защитой королевской семьи, Эйнштейну пришлось попрощаться с Европой — как оказалось, навсегда. Альберт, Эльза, Хелен Дукас и Вальтер Майер отплыли на лайнере “Belgenland” и прибыли в Нью-Йорк 17 октября 1933 года. На этот раз никаких встречающих толп или репортеров не было. Чтобы избежать возможного саботажа со стороны нацистских шпионов, после того, как они сошли с корабля, Эйнштейна и сопровождающих лиц быстро увезли на небольшом катере в Нью-Джерси, откуда направили прямиком в Принстон.

Поскольку здания для Института перспективных исследований еще не были построены, Эйнштейну с коллегами пришлось разделить помещения с математическим факультетом в Файн-Холл, главном здании Принстонского университета. Одной из приятных особенностей этого здания был конференц-зал с большим камином. Над ним был выгравирован один из афоризмов Эйнштейна на немецком языке: “Raffiniert ist der Herrgott, aber boshaft ist er nicht” (Господь Бог коварен, но не злонамерен). Таким образом Эйнштейн выражал надежду, что Бог не позволит ученым поверить в ложную теорию природы, даже если найти правильное решение будет очень непросто. Эйнштейн все еще надеялся создать окончательную теорию, которая бы объединила все силы природы.

Одним насущным вопросом, с которым столкнулся Эйнштейн, был поиск помощника в его расчетах. Хотя ему и удалось договориться, чтобы Майера наняли специально для этой цели, его «калькулятор», к большому разочарованию Эйнштейна, решил заняться своими собственными математическими исследованиями. Что еще хуже, из-за того, что позиция Майера была постоянной, Флекснер отказался предоставить Эйнштейну другого помощника.

Из-за параноидальной мании Флекснера до малейших деталей контролировать расписание Эйнштейна, чтобы тот занимался только своими обязанностями в Институте перспективных исследований, у них начался конфликт. Эйнштейн был оскорблен до глубины души, когда узнал, что Флекснер читает всю его почту и отклоняет приглашения, даже не посоветовавшись с ним. Флекснер даже отклонил приглашение встретиться с Рузвельтами в Белом доме. Тем не менее Эйнштейн все-таки узнал о приглашении и принял его. Он чувствовал себя словно заключенный, запертый в IAS, лишенный ассистента, который мог бы помочь с расчетами.

К счастью, в IAS стекался стабильный поток блестящих молодых исследователей, жаждущих оставить свой след в науке и поработать с известными учеными. Два таких ума, русский физик Борис Подольский, получивший недавно докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте, и американский физик Натан Розен, который учился в Массачусетском технологическом институте, оказались готовы к плодотворной теоретической работе. Эйнштейн воспользовался этой возможностью, и они начали сотрудничать в области квантовой физики.

Несмотря на нелюбовь к Флекснеру, Эйнштейн хорошо осознавал опасность возвращения в Европу. Он понимал, что IAS, расположенный в тихом месте, где не было необходимости преподавать, создавал ему идеальные условия для построения единой теории поля, завершения работы над общей теорией относительности, а также для проведения других научных исследований, близких его сердцу. Поэтому он решил остаться на неопределенный срок.

К счастью для Эйнштейна, Принстон был расположен неподалеку от побережья, так что Эйнштейн мог заниматься парусным спортом. Он купил яхту, которую назвал «Tinef» (что переводится с идиш приблизительно как «маленький кусочек мусора»), и проводил большую часть лета в различных местах пролива Лонг-Айленд и озера Саранак-Лейк в горах Адирондак северной части штата Нью-Йорк. Поскольку он не умел плавать, когда его яхта случайно перевернулась, ему пришлось звать на помощь местных жителей. Это произошло летом 1935 года, когда Эйнштейны отдыхали в городке Олд Лайм, штат Коннектикут, что послужило поводом для следующего заголовка в New York Times: «Относительно небольшой отлив и песчаная коса поймали Эйнштейна в ловушку; он посадил свой парусник на мель в Олд Лайм»2.

В другой раз, на Саранак-Лейк в 1941 году, мальчик спас Эйнштейну жизнь, когда тот запутался под водой в рыболовной сетке. Как рассказывал потом десятилетний спасатель Дон Дусо об этом инциденте много лет спустя, «он был в нокауте. Если бы я не оказался рядом, он бы, наверное, утонул»3.

Понимая, что они, вероятнее всего, останутся в Принстоне надолго, Альберт и Эльза начали подыскивать себе подходящий дом. Они нашли идеальное место всего в нескольких кварталах от университета (и временного расположения IAS), что позволяло Эйнштейну добираться до работы пешком или на велосипеде. В августе 1935 года они купили дом на Мерсер-стрит, 112. Верхний этаж был превращен в кабинет с новым панорамным окном с видом на сад. А комнаты на первом этаже супруги обставили антикварной мебелью, которую им удалось вывезти из их бывшей берлинской квартиры. Вскоре Эйнштейн написал королеве Бельгии Елизавете, что хотя он и отчужден от социальной жизни, «Принстон — это чудесное местечко... Я смог создать для себя атмосферу, где ничто не отвлекает и можно спокойно заниматься наукой»4.

Дом Эйнштейна на Мерсер-cтрит в Принстоне, штат Нью-Джерси. Фото Пола Хэлперна

Чтобы стало еще уютнее, они завели себе собаку — терьера по кличке Чико и несколько кошек. Чико верно нес службу, охраняя частную жизнь владельцев. Как однажды заметил Эйнштейн, «этот пес очень смышлен. Он жалеет меня за то, что мне приходит так много почты; вот почему он все время пытается укусить почтальона»5.

Тем не менее от одного из своих корреспондентов Эйнштейн всегда был рад получить письмо. Конечно же, это был Шрёдингер. Они поддерживали теплые отношения, а их переписка становилась все более философской в отрыве от родной земли. Эйнштейн также продолжал переписываться с Борном, чье мнение очень ценил, несмотря на их серьезные разногласия по поводу вероятностной квантовой механики. Он пытался убедить Флекснера пригласить Борна в IAS, но безрезультатно. Флекснер вообще перестал помогать Эйнштейну.

Примите моих жен, пожалуйста

Шрёдингер получил возможность посетить Принстон, но не через IAS, а через физический факультет университета. На факультете существовала специальная профессорская должность Джонсов, учрежденная братьями, выпускниками Принстона, желавшими помочь университету расширить возможности для проведения исследований в области математики и других наук, и на нее-то он и был приглашен.

Приглашение было послано в октябре 1933 года, когда состоялась тайная встреча специального комитета физического факультета, на которой комитет решал, кого назначить на профессорскую должность. Председателем комитета был Рудольф Ладенбург, атомный физик, эмигрировавший из Германии. Он был очень хорошо знаком с работами Гейзенберга и Шрёдингера и настойчиво предлагал их кандидатуры. Они решили предложить полную ставку Гейзенбергу, но также использовать часть средств для приглашения Шрёдингера на срок от одного до трех месяцев. Шрёдингер принял предложение, а Гейзенберг отказался, сославшись на политическую ситуацию в Германии как причину не выезжать за рубеж.

Взяв отпуск в Оксфорде, Шрёдингер посетил Принстон в марте — начале апреля 1934 года. За годы своей научной деятельности он выработал великолепный, выразительный стиль чтения лекций с использованием большого количества ярких аналогий. Увлеченность поэзией и театром помогала ему делать сложные научные концепции живыми и доступными для понимания. Глубокие познания Шрёдингера в древней истории и философии обогащали его лекции, посвященные современным проблемам. Кроме того, он прекрасно владел английским языком — у него было чистое произношение, практически без австрийского акцента. Эйнштейн же, напротив, читал лекции на английском языке только по заранее подготовленному конспекту, причем постоянно запинаясь. К тому же у него был ярко выраженный южнонемецкий акцент. Администрация факультета была довольна кандидатурой Шрёдингера и предложила декану по науке Лютеру Эйзенхарту назначить его на полную ставку.

По возвращении в Оксфорд Шрёдингер долго размышлял о предложении Принстонского университета, но в итоге решил его отклонить. Принстон привлекал его возможностью снова жить и работать в одном городе с Эйнштейном. И Шрёдингер надеялся, что Флекснер под давлением Эйнштейна предложит ему ставку в IAS, но этого не произошло. Видя высокий оклад Эйнштейна и его щедрую привилегию в виде отсутствия лекционной нагрузки, Шрёдингер хотел подобных условий и для себя. Но, к его разочарованию, Принстон предлагал хотя и по всем стандартам щедрые, но не соответствующие его запросам условия. Ожидая такого же отношения, как к Эйнштейну, Шрёдингер не понимал, насколько необычна была ситуация первого. Эйнштейн получал примерно на 50% больше, чем платили престижные университеты, такие как Принстонский, своим старшим профессорам физики. Ссылаясь на оклад в качестве основной причины, он с сожалением написал Ладенбургу в октябре о своем отказе.

Помимо финансовых причин Шрёдингеру приходилось принимать во внимание свою необычную семейную ситуацию. Шрёдингер, конечно, не хотел уезжать за океан от Хильде и Рут — ребенка, о котором он всегда мечтал. Он спрашивал себя, как общественность Принстона отреагирует на то, что он привезет их вместе с Энни. Может быть, его даже привлекут к ответственности за двоеженство? Говорят, что он упомянул эту ситуацию в беседе с президентом Принстонского университета Джоном Хиббеном и был разочарован его негативной реакцией по поводу идеи семьи с «двумя женами» и совместным воспитанием ребенка6.

Возможно, где-то в параллельной Вселенной Шрёдингер согласился бы на должность в Принстоне, стал бы еще ближе к Эйнштейну и провел бы остаток своей жизни в комфорте и безопасности. Может быть, Хильде и Рут удалось бы эмигрировать в США без привлечения особого внимания. Но вместо этого он решил вернуться в Австрию, как раз незадолго до ее аннексии фашистской Германией. В результате ему придется бежать из страны. Но причинность зависит от прошлого, а не от будущего. К тому же у него были неполные данные. Поэтому его обычно острый ум на сей раз дал сбой.

К 1935 году многие теоретики квантовой механики, довольные тем, что их основные представления оказались верными, приступили к изучению атомного ядра. В то время как квантовая теория уже представлялась достаточно разработанной, теория атома оказалась областью наиболее активных исследований. В этом же году японский физик Хидэки Юкава предложил модель описания взаимодействия нуклонов (протонов и нейтронов) между собой посредством обмена другими частицами, названными мезонами. Впоследствии это взаимодействие получит название сильного взаимодействия. Теория Юкавы пыталась объяснить, за счет чего нуклоны удерживаются в атомных ядрах. Сегодня мы знаем, что в качестве таких посредников выступают не мезоны, а глюоны. Годом ранее итальянский физик Энрико Ферми начал изучать процесс бета-распада — превращения нейтронов в протоны путем испускания электронов и других частиц. Это взаимодействие, называемое слабым, ответственно за некоторые виды радиоактивного распада. В конечном итоге оно было описано в рамках более общей теории электрослабого взаимодействия.

В то время как Шрёдингер заинтересовался этими исследованиями, Эйнштейн их попросту проигнорировал. Он предпочел сосредоточиться на сочинении попурри для дуэта своей юности — гравитации и электромагнетизма, а не пробовать играть на непроверенных инструментах и не превращать дуэт в трио или квартет. Таким образом, к середине 1930-х годов его попытки построения единой теории поля не могли больше рассматриваться как построение «теории всего». Скорее, они объединяли лишь некоторые, но не все силы, существующие в природе.

Между тем Эйнштейн по-прежнему был обеспокоен тем, что квантовый подход становился общепринятым. Его последняя встреча с Бором состоялась в 1930 году на Солвеевском конгрессе, где они спорили по поводу принципа неопределенности. Как и во время Солвеевского конгресса 1927 года, Эйнштейн предложил мысленный эксперимент, якобы противоречащий квантовой теории, который Бор после долгих размышлений все же смог опровергнуть.

Гипотетическим устройством, которое предложил Эйнштейн, был заполненный излучением ящик, оснащенный таймером, предназначенным для испускания фотона в определенный момент времени. Взвешивая этот ящик до и после испускания фотона, можно рассчитать точную энергию фотона, аргументировал Эйнштейн. Таким образом, вопреки принципу неопределенности Гейзенберга, можно одновременно определить и время испускания, и энергию фотона.

Однако, как точно подметил Бор, Эйнштейн забыл включить в рассмотрение эффекты общей теории относительности. Используя собственную теорию Эйнштейна против него самого, Бор парировал, обратив внимание на то, что процесс взвешивания ящика — например, на пружинных весах — слегка изменил бы его положение в гравитационном поле Земли. В общей теории относительности временнáя координата объекта в гравитационном поле зависит от его местоположения. Таким образом, изменение положения ящика приведет к размазыванию временнóго значения в соответствии с принципом неопределенности. Используя свою квантовую логику, Бор опять перехитрил Эйнштейна.

Но и пять лет спустя Эйнштейн не забыл о спорах с Бором. В ряде дискуссий с Подольским и Розеном он возвратился к некоторым из своих квантовых парадоксов. К тому времени Эйнштейн уже признал, что квантовая механика точно объясняет экспериментальные результаты в атомной физике и физике элементарных частиц. Однако, как он отмечал в беседах с молодыми исследователями, квантовая механика не может быть полным описанием физической реальности. Соображения Эйнштейна были следующими: если пара таких величин, как координата и импульс, действительно описывает природу, то, в принципе, они должны иметь вполне определенные значения во все моменты времени. Невозможность точно определить их значения указывает на то, что квантовая механика не является исчерпывающей моделью природы. Кроме того, если при точном измерении координаты частицы ее импульс фактически становится неопределенным и даже неизмеримым, то это означает, что квантовая механика игнорирует реальность. Поэтому, согласно Эйнштейну, нечеткость принципа неопределенности указывает на ограничения квантовой механики в отношении соответствия теории и реальности.

Другой вопрос, который поднял Эйнштейн, был связан с нелокальностью, или «жутким дальнодействием»7. Любое мгновенное воздействие одной частицы на другую, удаленную от нее в пространстве, будет нарушать то, что он назвал принципом локального реализма. Причинность, утверждал он, имеет локальную природу, которая объясняется взаимодействием между соседними субъектами, распространяющимся в пространстве от одной точки к другой со скоростью света или медленнее. Далекие объекты должны рассматриваться как физически обособленные, а не как связанные системы. В противном случае между электроном на Земле и электроном, скажем, на Марсе может существовать своего рода «телепатическая связь». Как может каждый из них мгновенно «узнать», что делает другой?

К тому времени Джон фон Нейман уже формализовал понятие коллапса, или редукции волновой функции, первоначально предложенное Гейзенбергом. В этой модели волновая функция частицы может быть выражена в терминах собственных состояний или оператора координаты, или оператора импульса, но не обоих операторов сразу. Это что-то вроде нарезки яйца. Его можно разрезать вдоль или поперек на несколько кружков. И вы можете сделать либо одно, либо другое, если только у вас нет задачи нарезать яйцо кубиками. Точно так же, когда вы «нарезаете» волновую функцию частицы, вы будете вынуждены выбирать между операторами координаты и импульса, в зависимости от того, какую из этих величин вы пытаетесь измерить. Затем, после измерения координаты или импульса, волновая функция мгновенно коллапсирует с определенной вероятностью в одно из собственных состояний оператора координаты или импульса. Теперь предположим, что причина такого коллапса удалена в пространстве. Исследователь, «не предупреждая об этом частицу», решает, какую величину он будет измерять. Как при редукции волновая функция мгновенно узнает, из какого набора собственных состояний ей следует выбирать?

Статью, подводящую итоги диалога между Эйнштейном, Подольским и Розеном, под названием «Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным?» (часто называемой «ЭПР-статьей») написал и представил для публикации Подольский. Опубликованная в журнале Physical Review 15 мая 1935 года, статья вызвала настоящий переполох в сообществе квантовых физиков — особенно она удивила Бора, который считал, что дискуссия уже давно закончилась. Бору снова пришлось защищать квантовую механику, именно в тот момент, когда он только начал углубляться в теорию ядра.

В статье описывалась ситуация для двух частиц (например, системы из двух электронов), которые движутся в разные стороны, например, после столкновения. Хотя они и разнесены в пространстве, квантовая механика говорит нам, что эту систему можно описать общей волновой функцией. Шрёдингер назвал такую ситуацию запутанностью.

Предположим, что исследователь измерил координату первой частицы. Тогда волновая функция всей системы коллапсирует в одно из собственных состояний оператора координаты, а также мгновенно дает информацию о местоположении второй частицы. Если же, наоборот, был измерен импульс первой частицы, то сразу становится известен импульс второй частицы. Поскольку вторая частица не может «знать» заранее, что собирается сделать исследователь, она должна иметь наготове оба набора собственных состояний: и оператора координаты, и оператора импульса. Нахождение частицы одновременно и в собственном состоянии оператора координаты, и в собственном состоянии оператора импульса запрещается принципом неопределенности. В статье говорилось, что теория квантовых измерений — это не ладно сшитое платье, а лоскутное одеяло, сотканное из противоречий.

Вскоре Шрёдингер написал Эйнштейну, выразив восхищение статьей. «Я был очень рад тому, что... Вы публично схватили догматичную квантовую механику за шкирку, сделали то, о чем мы уже так много говорили в Берлине», — писал он8.

Вместе с тем философы науки Артур Файн и Дон Ховард указывали, что Эйнштейн проводил четкую грань между личными взглядами и аргументами, изложенными в ЭПР-статье. Достаточно странно, что такой авторитетный ученый, как Эйнштейн, не читал статью до ее опубликования. Поэтому у него были некоторые сомнения касательно предложенной Подольским аргументации. Как он ответил Шрёдингеру, «[статья] была написана Подольским после многих совместных дискуссий. Но она не вышла в таком виде, как я на самом деле хотел; суть была похоронена эрудицией»9.

Эйнштейн не хотел акцентировать внимание на истинности или ложности принципа неопределенности. Скорее, он хотел подчеркнуть необходимость таких законов природы, которые бы допускали локальное и полное описание всех физических величин. Квантовая механика, как заявляли Гейзенберг, фон Нейман и другие ученые, по-видимому, содержит нелокальные и неоднозначные аспекты, которые требуют более полного объяснения.

«Вся физика описывает „реальность“, — объяснял он Шрёдингеру. — Но это описание может быть полным или неполным»10.

Чтобы пояснить свою позицию, Эйнштейн предложил Шрёдингеру следующую гипотетическую ситуацию. Допустим, мяч находится в одной из двух закрытых коробок. С позиции вульгарного понимания теории вероятностей мы должны предположить, что одна половина мяча находится в одной коробке, а другая половина — в другой. Тем не менее он не может быть разделен между обеими коробками; он должен быть или в одной, или другой. Полное описание однозначно определит, где именно находится мяч в каждый момент времени.

Эйнштейн обнародовал свои взгляды еще до выхода статьи. Четвертого мая 1935 года газета New York Times опубликовала заметку с кричащим заголовком «Эйнштейн атакует квантовую теорию». В статье объяснялась точка зрения Эйнштейна на квантовую теорию: «хоть она и „правильная“, но „неполная“»11.

Порох Эйнштейна

Мы видели, как Эйнштейн раз за разом помогал Шрёдингеру оформить его идеи и продвинуться в научной карьере: от интереса к теоретической физике к разработке волнового уравнения, от должности в Берлинском университете к присуждению Нобелевской премии. Шрёдингер действительно был выдающимся, оригинальным мыслителем. Как знают все, он придумал остроумный мысленный эксперимент с котом в коробке. Однако на это его тоже вдохновил Эйнштейн.

ЭПР-эксперимент вновь усилил антипатию Шрёдингера к «неоднозначным» аспектам квантовых измерений и желание исследовать противоречия в стандартной интерпретации квантовой механики. В свою очередь, Эйнштейн обрел в Шрёдингере благодарного слушателя, с которым мог делиться своими идеями.

«На самом деле Вы единственный человек, с которым мне очень нравится дискутировать... Вы смотрите на вещи как подобает: и внутрь, и снаружи», — писал ему Эйнштейн 8 августа12. Почти все остальные его коллеги стали приверженцами новой догмы, не желая объективно относиться к ее обескураживающим следствиям. Нет сомнений в том, что Шрёдингер был рад стать для Эйнштейна главным доверенным лицом в вопросах квантовой теории.

В том же письме Эйнштейн описал парадоксальную ситуацию с порохом. Опыт подсказывает нам, что порох, будучи горючим, либо уже взорвался, либо еще не взорвался. Но, как отмечает Эйнштейн, если применить уравнение Шрёдингера к волновой функции, описывающей бочку пороха, окажется, что через некоторое время эта бочка придет в состояние странной смеси из этих двух возможностей. Она бы взорвалась и не взорвалась одновременно13.

Таким образом, в концепции Эйнштейна макроскопические, знакомые нам системы, описанные на языке квантовой механики, вполне могут стать чудовищными гибридами, которые сочетают в себе противоречивые, логически не согласованные утверждения о реальности. Логическая несогласованность, а также внутренне противоречивые утверждения стали краеугольными камнями для заявления австрийского математика Курта Гёделя, опубликованного в 1931 году и представленного в Принстоне в докладе 1934 года в IAS о том, что математическая система Гильберта была неполна. Аналогично, Эйнштейн утверждал, что квантовая механика содержит внутренние противоречия, которые опровергнут ее же методологию.

Частично основываясь на эйнштейновской идее с порохом, а также помня о мысленном эксперименте Эйнштейна с мячом в коробке, Шрёдингер смоделировал свой мысленный эксперимент с котом так, чтобы подчеркнуть неоднозначность квантовых измерений. Он признал свой долг перед Эйнштейном в письме от 19 августа, в котором рассказал, что придумал квантовый парадокс, который «похож на Ваш эксперимент со взрывающейся пороховой бочкой».

Вот как Шрёдингер объяснял Эйнштейну свой мысленный эксперимент: «Счетчик Гейгера и малое количество урана, которое может вызвать его срабатывание, помещены в стальную камеру. Пусть это будет настолько небольшое количество урана, что в течение часа существует одинаковая вероятность того, что счетчик зарегистрирует или не зарегистрирует ядерный распад. Усиливающее реле гарантирует, что если происходит атомный распад, то сразу же разбивается колба, содержащая синильную кислоту. Это достаточно жестоко, но в этой стальной камере находится еще и кот. Через час комбинированная волновая функция всей системы будет описывать наполовину живого и наполовину мертвого кота, смешанные друг с другом, — простите за подобные выражения»14.

Суть в том, что, до того как ящик будет открыт и мы увидим, что в нем, уран имеет равные шансы распасться или нет, следовательно, шансы кота на смерть или на выживание так же равны. Таким образом, совокупная волновая функция, описывающая показания счетчика Гейгера и состояние кота, будет иметь странную особенность — наполовину распавшееся ядро урана, наполовину нет; наполовину мертвый, наполовину живой кот. Если бы кто-то открыл коробку, то совокупная волновая функция сколлапсировала в одну из этих двух возможностей.

В эксперименте с котом, чья волновая функция представляет собой смесь равных частей жизни и смерти до тех пор, пока исследователь не откроет ящик, Шрёдингер смоделировал еще более неправдоподобную ситуацию, чем Эйнштейн с порохом, в надежде показать, что квантовая механика становится своеобразным фарсом. Почему именно кот? Шрёдингер часто прибегал к аналогиям с обычными вещами, такими как предметы быта или домашние животные, чтобы продемонстрировать всю абсурдность ситуаций, делая их более осязаемыми. Не то чтобы он имел что-то против котов — напротив, как вспоминала Рут, он любил животных, — но также и нельзя сказать, что у него было желание увековечить память об одном из них15.

Могут ли две системы находиться в запутанном состоянии, независимо от того, насколько они непохожи или разнесены в пространстве? Может ли формализм волновой механики, который изначально применялся для описания таких микроскопических объектов, как электроны, использоваться для описания чего-либо еще? Сама идея о том, что судьбы живых существ связаны с поведением частиц, как доказывал Шрёдингер, была нелепой. Квантовая механика далеко отошла от своей первоначальной миссии, раз ее можно применить к описанию живых мурлыкающих существ.

Эйнштейн ответил Шрёдингеру искренним выражением одобрения. «Ваш пример с котом показывает, что мы полностью солидарны в отношении оценки характера современной теории, — писал он. — Пси-функция, в которой одновременно содержится и живой и мертвый кот, просто не может использоваться для описания реального состояния дел»16.

К неудовольствию Бора, Шрёдингер в тандеме с Эйнштейном высмеивал успешную теорию, не предлагая более надежной альтернативы. Но что насчет единой теории, которая могла бы прийти на смену квантовой механике? Бор никогда не считал попытки Эйнштейна (и более поздние попытки Шрёдингера) построить единую теорию поля заслуживающими доверия, поскольку продвигаемые Эйнштейном модели не основывались на данных атомной физики и даже не учитывали ядерные взаимодействия.

Тем не менее Бор всегда был вежлив и терпелив даже со своими недоброжелателями. Кошачий парадокс Шрёдингера был опубликован в ноябре 1935 года как часть статьи под названием «Текущая ситуация в квантовой механике». В этой же статье он вводит понятие запутанность. Как мы уже говорили во введении, этот мысленный эксперимент не был известен широкой публике на протяжении многих десятилетий. В тот момент только физическое сообщество имело возможность смеяться, удивляться или критиковать причудливую гипотетическую постановку задачи Шрёдингера.

Одной из основных идей, которую иллюстрировал кошачий парадокс, был конфликт между происходящим на микроскопическом и на макроскопическом уровнях. Как сам Шрёдингер писал в своей статье, неопределенность на атомном масштабе оказывается связанной с неоднозначностью на человеческом масштабе. Поскольку на макроскопическом уровне такая неоднозначность никогда не наблюдается, то и микроскопическая неопределенность тоже не должна существовать17.

Шрёдингер утверждал, что вероятностные квантовые правила неприменимы к живым существам. Его беспокоило утверждение одного из современников, согласно которому квантовая неопределенность объясняет выбор, которые делают разумные существа. «В отличие от поведения частиц, — отмечал он, — невозможно разработать вероятностную схему действий, совершаемых людьми».

Свою статью «Индетерминизм и свобода воли», написанную на английском языке и опубликованную в июле 1936 года в авторитетном журнале Nature, Шрёдингер посвятил различиям между взаимодействием частиц и принятием решений людьми, доказывая несостоятельность такой аналогии. «На мой взгляд, такая аналогия является в корне ошибочной, — писал он, — поскольку множество возможных действий... — это самообман. Подумайте, к примеру, о такой ситуации: вы сидите на официальном приеме рядом с очень важными персонами и вам ужасно скучно. Могли бы вы ни с того ни с сего запрыгнуть на стол и растоптать стаканы и прочую посуду, просто ради удовольствия? Возможно, вы думаете, что смогли бы; может быть, вы чувствуете, что сможете, хотя на самом деле при любых обстоятельствах вы этого не сделаете»18.

Иными словами, заданные факторы, такие как воспитанность и личные особенности, определяют то, какое решение примет человек. Подобная концепция «свободной воли», как кажется, тесно связана с идеей Шопенгауэра о том, что кажущиеся спонтанными действия людей на самом деле предопределены. Если бы вы знали мотивы, лежащие в основе действий людей, и их предыдущий опыт, то вы смогли бы предсказать, что они будут делать в любых других обстоятельствах. Однако, по мнению Шрёдингера, не существует ситуаций, когда вы могли бы сказать, что человек с вероятностью 75 % поступит одним образом и с вероятностью 25 % — другим. Скорее, в зависимости от того, насколько хорошо вы понимаете человека и его ситуацию, вы либо предвидите, что он будет делать, либо вы вообще не в состоянии правильно предсказать его поведение.

Шрёдингер высмеял идею о том, что методы Гейзенберга могут быть использованы для расчета того, как часто люди делают определенные вещи. «Если бы мой выбор выкурить или не выкурить сигарету перед завтраком (очень вредная привычка!) определялся принципом неопределенности Гейзенберга, — писал он, — то этот принцип задал бы между этими двумя событиями определенную статистическую закономерность..., которую я мог бы изменить волевым усилием. Или, в противном случае, если он это запрещает, то почему я чувствую себя ответственным за свои поступки, раз частота моих грехов определяется принципом Гейзенберга?»19

Предложение, от которого следовало отказаться

Ни один историк не предложил алгоритм, который мог бы точно объяснить решения Шрёдингера — ни с использованием принципа неопределенности, ни с использованием какого-либо другого метода. В конце 1935 года он узнал, что его должность в Оксфорде будет финансироваться только два года. Ему нужно будет двигаться дальше — но куда?

Между тем Артур Марх увез Хильде и Рут обратно в Австрию. Хильде страдала депрессией, ей требовалось лечение в санатории. После отъезда матери своего ребенка Эрвин завел еще одну любовницу. Ею стала еврейка Ханси Бауэр-Бом, фотограф из Вены, жившая в то время в Англии. Как и Хильде, она была замужем, но при этом она была гораздо более самоуверенна и настойчива. После многих месяцев, проведенных вместе, она дала ему понять, что собирается вернуться в родной город. Учитывая, что одна из его любовниц уже была в Австрии, а другая собиралась вскоре туда вернуться, Шрёдингер, возможно, решил, что это предзнаменование судьбы и ему тоже следовало уехать обратно в Австрию.

Была ли это случайность, судьба или таинственные механизмы принятия решений в академическом мире, но Шрёдингер получил заманчивые предложения сразу из двух австрийских университетов: должность профессора в университете Граца и должность почетного профессора Венского университета. Его старый друг со студенческих времен, Ганс Тирринг, договорился о второй должности. Единственным предложением от других университетов, которое оказалось в тот момент на его столе, было предложение должности профессора в Эдинбурге. Он начал его читать, но тут же увидел, насколько низкий оклад там предлагают. Поэтому он принял предложение Грацкого университета, а должность в Эдинбурге досталась Борну.

Задним числом можно утверждать, что переезд в Австрию прямо накануне аншлюса (аннексии Австрии нацистской Германией) был невероятно глупым поступком, особенно для того, кто уже успел досадить нацистам, оставив престижное место в Берлине. Как заметила Энни, «любой, кто хоть немного думал о политике, сказал бы: „Не надо ехать в Австрию. Опасность уже нависла над ней“»20.

Австрия, в которую вернулся Шрёдингер, очень сильно отличалась от той Австрии, которую он оставил полтора десятилетия назад. С марта 1933 года у руля стояла фашистская партия, управляемая националистическим движением «Патриотический фронт». Схожая по духу с итальянскими фашистами, возглавляемыми Бенито Муссолини, партия запретила деятельность социал-демократической партии и национал-социалистической рабочей партии. Сначала фронт возглавил Энгельберт Дольфус, но в июле 1934 года при попытке свержения конституционного строя он был убит австрийскими нацистами. Заговорщики ставили своей целью объединение Австрии с германским рейхом под предводительством Гитлера. После неудачного переворота пост федерального канцлера занял Курт Шушниг. Он сопротивлялся давлению на Австрию со стороны гитлеровской Германии, отстаивая независимость страны. Тем не менее австрийское нацистское движение продолжало набирать обороты.

Как и германские нацисты, они собрали недовольных безработных и других своих сторонников в грозную военизированную группировку. Они были воодушевлены речами Гитлера (родившегося в Австрии), добивавшегося создания Великогерманской империи, в которую бы вошли все страны, где родным языком является немецкий.

В июле 1936 года Шушниг подписал соглашение с Гитлером, которое на первый взгляд гарантировало Австрии независимость. Австрия и Германия признавали обоюдный суверенитет и обязывались не вмешиваться во внутренние дела друг друга. Шушниг гарантировал, что его внешняя политика будет согласована с политикой «немецкого государства», а также что он назначит австрийских нацистов на некоторые посты в правительстве. Эти, казалось бы, безопасные пункты на самом деле были для Гитлера троянским конем, позволившим включить своих сторонников в руководство Австрии и начать оказывать на него давление изнутри для последующего захвата власти.

Шрёдингер приступил к исполнению обязанностей в Граце в октябре 1936 года. В очередной раз он попытался проигнорировать политику и сосредоточиться исключительно на исследованиях. Его заинтересовало недавнее предложение Артура Эддингтона объединить квантовую механику с общей теорией относительности и объяснить неопределенность с помощью космологических аргументов. Таким образом, пребывая среди беспорядков в Австрии, он обратил свой взор на уравнения.

Квант и космос

Эддингтон завоевал большое уважение в физическом сообществе, защищая, интерпретируя и проверяя общую теорию относительности в конце 1910-х и начале 1920-х годов. Однако начиная с середины и до конца 1920-х годов он все более сосредоточивался на объяснении свойств природы посредством математических отношений, которые связывают очень большое с очень малым. Хотя он и был во многих отношениях провидцем и одним из первых соотнес физику элементарных частиц с космологией, многие физики посчитали более поздние его теоретические работы нумерологией, а не наукой. Например, британский астрофизик Герберт Дингл относил его работу (наряду с другими спекулятивными теориями) к «лженаучной мифологии»21.

Эйнштейн и Шрёдингер, напротив, очень уважали независимое мышление Эддингтона. Как и они, Эддингтон определенно не был одним из множества в безликой толпе. Хотя они не всегда соглашались с его «предписаниями», они ценили его «медицинский» взгляд на «болезни» квантовой механики и его идеи относительно ее улучшения. Два наиболее важных соотношения в современной физике — это волновое уравнение Шрёдингера в квантовой механике и уравнение Эйнштейна в общей теории относительности. Поразительно, но области их применения сильно отличаются.

Уравнение Шрёдингера описывает распределение и поведение материи и энергии в пространстве и во времени, а уравнение Эйнштейна показывает, как распределение материи и энергии формирует ткань самого пространства-времени. Таким образом, первое ключевое различие между этими двумя уравнениями заключается в том, что в уравнении Шрёдингера пространство и время пассивны, в то время как в уравнении Эйнштейна они, напротив, активны. Другое важное отличие состоит в том, что по крайней мере в копенгагенской трактовке квантовой механики волновые функции, представляющие собой решения уравнения Шрёдингера, имеют лишь косвенное отношение к фактически наблюдаемому в эксперименте. Как ярко и образно показывает парадокс кота Шрёдингера, в квантовой механике наблюдаемые величины проявляются после того, как экспериментатор производит измерение и вынуждает волновую функцию коллапсировать в одно из ее собственных состояний. Однако чтобы узнать точное значение наблюдаемой величины в общей теории относительности, разумеется, никакого экспериментатора не требуется. В противном случае кто бы наблюдал все 13,8 миллиарда лет космической эволюции?

Как показал Дирак в 1928 году, изменение уравнения Шрёдингера для согласования его со специальной теорией относительности — довольно простая задача. Уравнение Дирака, описывающее фермионы — частицы с полуцелым спином, — приводит к решениям, которые называются спинорами. Это математические объекты, похожие на векторы, но преобразуемые иным способом при вращениях в абстрактном пространстве. Алгебра, описывающая спинорные решения уравнения Дирака (предполагающая введение таких объектов, как матрицы Паули), немного сложнее, чем алгебра волновых функций — решений уравнения Шрёдингера.

Уравнение Дирака приводит к поразительному предсказанию, что у электронов есть двойники, имеющие ту же массу, но противоположный электрический заряд. Дирак думал, что это «дырки» в энергетическом море Вселенной, оставшиеся после появления электронов. Впоследствии эти «дырки» оказались частицами, названными позитронами: античастицами электронов. Карл Андерсон впервые обнаружил позитроны в 1932 году, изучая космические лучи.

Согласовать квантовую механику со специальной теорией относительности было гораздо проще, чем с общей теорией относительности. На протяжении 1930-х годов многие физики безуспешно пытались объединить эти две теории. Даже Эйнштейн, который, как правило, держался в стороне от квантовых вопросов (за исключением их критики или попыток заменить квантовую механику на более фундаментальную теорию), пробовал на этом поприще свои силы. В последние годы пребывания в Берлине, с 1932-го по 1933 год, он вместе с Майером работал над способом формулировки общей теории относительности с использованием четырехкомпонентных математических объектов (полувекторов), связанных со спинорами.

Отчасти мотивом Эйнштейна было желание построить единую теорию поля, допускающую существование разноименно заряженных частиц различной массы: протонов и электронов. Все его более ранние единые теории поля, в том числе теория телепараллелизма, описывали только частицы одинаковой массы — электроны. Чтобы ввести в теорию протоны, Эйнштейн и Майер пытались обобщить уравнение Дирака таким образом, чтобы оно согласовывалось с общей теорией относительности, а также предсказывало существование частиц различной массы. К сожалению, полувекторный подход не привел к имеющим физический смысл результатам. После переезда Эйнштейна в Принстон они с Майером перестали сотрудничать, и он решил отказаться от полувекторного подхода. Этот подход стал еще одним подержанным автомобилем-теорией, взятым на многолетний тест-драйв, но признанным неудовлетворительным, а затем обмененным на другой.

Эддингтон также интересовался уравнением Дирака и возможными перспективами установления с его помощью связей между квантовой механикой и четырехмерным пространством-временем специальной теории относительности. Наряду с принципом неопределенности Гейзенберга, который был открыт за год до того, уравнение Дирака побудило его разработать принципиально новое видение Вселенной «сверху вниз». Свой анализ он начал с нескольких простых предположений о том, что Вселенная искривлена и конечна (аналогично оригинальной модели Вселенной с космологической постоянной, предложенной Эйнштейном) и что все физические величины являются относительными. Эддингтон предположил, что для измерения таких физических величин, как координата или импульс, исследователь должен сравнить их значение со значениями в других точках пространства. Это сравнение, с учетом искривления пространства-времени под действием гравитации, задает некоторую меру неточности и в итоге приводит к принципу неопределенности. Поскольку измерить свойства микроскопических объектов, сравнивая их координаты или импульсы с координатами и импульсами других известных объектов, весьма сложно, то на атомарном уровне неопределенность проявляется в гораздо большей степени, чем на астрономических масштабах. Таким образом, квантовая неопределенность не является основополагающим свойством природы, а представляет собой лишь результат человеческой неспособности измерить все во Вселенной с абсолютной точностью.

Рассматривая волновые функции как искусственно созданные, но не как фундаментальные объекты, Эддингтон использовал модифицированную общую теорию относительности (учитывающую его идею об относительности физических величин) для описания распределения координат, импульсов и других характеристик системы частиц. Затем он объединил полученные данные, чтобы построить волновые функции и волновые уравнения. Его целью было показать, что законы пространства-времени, если смотреть на них сквозь туманную призму человеческой ограниченности в отношении возможности определения координат и импульсов, приводят к уравнениям, напоминающим уравнения квантовой механики.

Эддингтон разработал способ оценки значения постоянной Планка на основе количества частиц во Вселенной, кривизны пространства Вселенной и других физических величин. Он утверждал, что дискретность квантовых явлений свойственна Вселенной, имеющей конечный объем пространства и конечное число частиц. Рассматривая Вселенную как нечто вроде черного тела, он рассчитал энергию, доступную для каждой из ее составных частей, и тем самым попытался получить точное значение постоянной Планка.

Хотя Эддингтон писал понятно и убедительно, расчеты, относящиеся к его фундаментальной теории (как он называл связь между квантом и космосом), были довольно туманны. Всегда заинтересованный в описании ситуации в целом, Шрёдингер увлекся теорией Эддингтона, но так и не смог проследить логические ходы, которыми тот пришел к своим выводам. В июне 1937 года Шрёдингер написал Эддингтону письмо с просьбой пояснить его расчеты постоянной Планка. Эддингтон ответил, но ответ Шрёдингера не удовлетворил.

Италия в тот период времени была тесно связана с Австрией, поэтому в нее было относительно легко выехать. За 1937 год Шрёдингер совершил несколько поездок. Его июньский визит в Рим был приурочен к его принятию в Папскую академию наук. Во время еще одной поездки, в октябре, он отправился в Болонью, чтобы представить там научный доклад о теории Эддингтона. Он растерялся, когда последовали жесткие вопросы о расчетах Эддингтона от Бора, Гейзенберга и Паули, находившихся в аудитории. Шрёдингер попал в опасное положение, защищая теорию, которую на самом деле не понимал.

Несмотря на неуверенность Шрёдингера в теории Эддингтона, она послужила трамплином для его попыток разработать свою собственную теорию объединения. Подобно Эйнштейну и Эддингтону, он начал видеть смысл в объяснении таких проблемных аспектов квантовой механики, как неопределенность, скачкообразные переходы между состояниями, квантовая запутанность и так далее, посредством более фундаментальной теории, основанной на модификации общей теории относительности.

В другом измерении с целью унификации

Пока Шрёдингер боролся с нюансами фундаментальной теории Эддингтона, Эйнштейн вернулся в многомерное царство Калуцы и Клейна. Пройдя полный круг, он решил снова попробовать использовать дополнительное пространство пятого измерения для расширения общей теории относительности, чтобы наряду с гравитацией включить в теорию законы электромагнетизма. В этот раз он решил добавить физически реалистичное дополнительное измерение, а не просто использовать его как математический трюк. Введение пятого измерения добавляло к уравнениям общей теории относительности еще пять независимых компонент. Он надеялся, что сможет за счет включения этих дополнительных условий полностью описать поведение частиц — объяснить электромагнетизм наряду с гравитацией, дать квантовое описание наряду с классическим. Для проработки деталей нового единого подхода Эйнштейну посчастливилось найти двух способных ассистентов. Первый, Питер Бергманн, немецкий физик еврейского происхождения, устроился в Институт перспективных исследований в сентябре 1936 года. Он получил докторскую степень в университете Праги под руководством Филиппа Франка, который занял позицию Эйнштейна в этом университете. Второй помощник, Валентин «Валя» Баргманн, физик и математик, тоже родившийся в Германии, но в русско-еврейской семье, приступил к работе в следующем году.

Он закончил докторантуру под руководством Паули в Цюрихе. Как у немецких евреев, у обоих ученых не было никакого будущего в Европе, поэтому они переехали в Америку, куда их пригласил сам Эйнштейн. Заметив любопытное сходство их фамилий, Хелен Дукас прозвала их «Берг и Барг»22.

Помимо встреч с ассистентами, время Эйнштейна больше ничем не было ограничено. Он овдовел в декабре 1936 года, когда после продолжительной болезни умерла Эльза. У нее были серьезные проблемы с почками и сердцем. Ее дочь Ильзе умерла от рака двумя годами ранее. Дукас, жившая с Эйнштейном на Мерсер-стрит, взяла на себя большую часть обязанностей по дому. Марго и позже Майя (младшая сестра Альберта) тоже жили вместе с ними.

Эйнштейн составил себе расписание. Каждое утро около одиннадцати часов Бергманн и Баргманн приезжали к нему домой. Они общались в неформальной обстановке и планировали день, учитывая время, необходимое для расчетов и, возможно, вечер камерной музыки. Дукас провожала трех мужчин до дверей, проверяя, чтобы Эйнштейн был одет по погоде.

Эйнштейн, Бергманн и Баргманн шли по парку в направлении Института перспективных исследований. До 1939 года пунктом их назначения был Файн-Холл, офис номер 109, в кампусе Принстона; а позже пунктом назначения станет Фалд-Холл, новое главное здание, построенное на Олден-Фарм, за пределами центра города. По дороге они во всех подробностях рассказывали друг другу о трудностях или победах, которые одержали в своих исследованиях со вчерашнего дня. Большинство людей, слушая их разговор, абсолютно не понимали, о чем они говорят.

После того как Эйнштейн обосновывался в своем кабинете, он тщательно проверял их последние результаты и подробно обо всем расспрашивал. Его офис в Фалд-Холл был разделен на две части: большой кабинет с большой доской и маленькую комнату с маленькой доской. Две доски служили разным целям. Большая доска с надписью «Удалить» использовалась для быстрых расчетов, которые часто ни к чему не приводили, различных заметок и всего остального, что, как они считали, носило временный характер.

Фалд-Холл, где был расположен офис Эйнштейна, Институт перспективных исследований, Принстон, Нью-Джерси. Фото Пола Хэлперна

Маленькая доска с надписью «Не стирать» была священной скрижалью, куда должны быть записаны «окончательные» уравнения23. В действительности «окончательные» обычно означало, что они будут изучаться в течение нескольких недель или месяцев, прежде чем их заменят следующие. Тем не менее, если бы они оказались правильными, надпись «Не стирать» спасла бы их от уничтожения.

К тому времени критерии Эйнштейна истинности уравнений уже сильно отличались от критерия соответствия эксперименту. Хотя он и оставался нерелигиозным человеком в общепринятом смысле слова, его космическая религия, основанная на идеях Спинозы, определяла его суждения. Он часто просил своих ассистентов подумать о том, какие возможные варианты выбрал бы Бог при создании теории всего24. Сингулярности (точки, в которых физические величины становятся бесконечными) и любые другие величины, которые не могут быть определены уравнениями, считались «грехами», как он сам выражался. Уравнения должны быть такими же строгими, как архитектурный проект, и ничего не оставлять на волю случая.

Учитывая его стремление к полному описанию Вселенной, свободному от противоречий и неточностей, вновь обретенная одержимость Эйнштейна пятым измерением была своего рода уловкой. Использование дополнительного измерения допускало нелокальные связи между отдаленными объектами, пока эти объекты находятся в ненаблюдаемых многомерных областях пространства-времени. В ЭПР-эксперименте и в переписке с другими учеными Эйнштейн был категорически против того, чтобы волновая функция содержала скрытую информацию о частицах. Все физические величины должны быть «вещественными» и «реальными» в любой момент времени, даже если они не измеряются. Тем не менее в его пятимерной попытке объединения информация могла быть спрятана в недоступных наблюдению областях пространства. Он был как политик, рассказывающий прессе: «В то время как мой оппонент не может подтвердить документально какие-либо связи с зарубежными корпорациями, я добросовестно это делаю — все мои документы надежно заперты в моем неприступном безопасном хранилище».

Главное преимущество пятимерных теорий объединения состояло в том, что общая теория относительности сама по себе могла оставаться в исходном виде. Дополнительная динамика может быть построена таким образом, что четырехмерное описание гравитации, подтвержденное измерениями во время солнечного затмения и другими экспериментами, будет сохранено. Некоторые из других предложений Эйнштейна относительно теорий объединения, такие как телепараллелизм, не сохраняют эти важные результаты, что с самого начала заставляет сомневаться в их истинности. Уравнения, которые, как надеялся Эйнштейн, заменят квантовую механику, должны зависеть от дополнительных слагаемых, возникающих из-за увеличения числа измерений с четырех до пяти. Это было похоже на ситуацию владельца величественного исторического особняка, решившего соорудить пристройку, чтобы получить дополнительное пространство, вместо того чтобы переделать все здание и разрушить его очарование.

Помощники Эйнштейна восхищались его упорством. День за днем они мчались на всех парах к теории объединения, преодолевая все препятствия. Как только Эйнштейн понимал, что они движутся в неверном направлении, он настойчиво задавал новый курс, не выражая разочарования и ни о чем не сожалея. Эйнштейн верил, что в конечном итоге они достигнут цели и что это только вопрос времени.

Бесполезные уступки

В последние месяцы 1937 года наиболее насущной проблемой для Шрёдингера стала необходимость совмещать преподавание в университете, научную деятельность и встречи с тремя разными женщинами: Энни, Хильде и Ханси (которая, как и планировала, переехала обратно в Австрию). У него была, казалось бы, стабильная должность профессора в Граце и прекрасная должность приглашенного профессора в Вене, которая давала ему возможность в любой момент посетить родной город и хорошего друга Тирринга.

Шрёдингер лишился всего этого в начале 1938 года, когда после аншлюса Австрия оказалась под железной пятой нацистов. Учитывая непомерные амбиции Гитлера и существенное военное превосходство Германии, аннексия Австрии, пожалуй, была неизбежной. Шушниг отчаянно пытался во всем потакать диктатору, чтобы сохранить независимость Австрии. Его усилия достигли своего апогея на встрече с Гитлером 12 февраля, на которой он согласился координировать свою внутреннюю и внешнюю политику с политикой Германии, а также дать полную свободу австрийским нацистам. Затем он понял, что просчитался, и решил провести референдум о сохранении Австрией независимости, запланировав его на 13 марта. Гитлер был в ярости и приказал войскам начать вторжение. Предвидя свое поражение, Шушниг подал в отставку 11 марта. Когда нацистские войска следующим утром вошли на территорию Австрии, сделав ее одной из провинций рейха, австрийская армия не оказала никакого сопротивления.

Шрёдингер был известен как противник нацизма и близкий друг Эйнштейна. Испытывая неприязнь к политике, он вообще не видел необходимости прилюдно сообщать о своих взглядах. В Граце, где нацисты были довольно популярны, он не распространялся о своих убеждениях. Тем не менее за несколько недель до аншлюса Шрёдингер делал в Вене доклад о работе Эддингтона, в заключение которого осудил стремление одних государств господствовать над другими. Сразу поняв, о какой доминирующей державе он говорил, публика восторженно ему зааплодировала.

После прихода к власти в Австрии нацисты быстро начали «очищать» университеты от социалистов, коммунистов, пацифистов, австрийских националистов и всех, кто был в политической оппозиции. Из университетов и с других государственных должностей были уволены все евреи. Тирринг, ярый пацифист, сразу потерял работу. Шрёдингер, конечно, понимал, к чему все это может привести.

Шрёдингеру надоело быть бродяжничающим исследователем, и он решил, что изо всех сил постарается сохранить свое профессорство, чего бы ему это ни стоило.

Поскольку у Ханси было еврейское происхождение, он разорвал с ней отношения. Естественно, она была расстроена его бессердечным отношением. Он также пошел к назначенному нацистами ректору университета Граца Хансу Райхельту и попросил у него совета. Райхельт предложил Шрёдингеру написать письмо с заявлением его лояльности рейху и отправить его в сенат университета. Опасаясь увольнения, он согласился.

К огромному стыду Шрёдингера, его заявление о поддержке аншлюса было отправлено во все газеты рейха и опубликовано 30 марта. Зарубежные ученые вскоре узнали об этом из публикации в журнале Nature. Бывшие коллеги Шрёдингера были поражены, прочитав его «исповедь», которая звучала так, будто ее писал новоиспеченный гитлеровец. «Вплоть до последнего момента я не понимал истинную волю и... судьбу моей страны, — писал Шрёдингер. — Голос крови призывает [бывших сомневающихся] обратиться к своему народу и тем самым найти свой путь обратно к Адольфу Гитлеру»25.

В апреле, видимо, надеясь набрать дополнительные баллы лояльности, Шрёдингер отправляется обратно в Берлин на конференцию, посвященную восьмидесятилетию Планка. Его участие в конференции давало шанс повернуть время вспять и восстановить репутацию в немецком физическом сообществе.

Тем не менее выражение солидарности с режимом не помогло Шрёдингеру. Вскоре после возвращения в Грац он узнал, что лишен своей почетной должности в Вене. К августу того же года он лишился позиции профессора в Граце. Фашисты не считали Шрёдингера достаточно благонадежным, чтобы сохранить ему такой высокий статус. Из-за своей фаустовской сделки с гитлеровским режимом он только отправился в чистилище, лишившись всех академических постов.

Пока, прощай, ауфвидерзеен, адьё

Голливудская экранизация мюзикла «Звуки музыки», рассказывающая историю бегства из Австрии одной семьи, содержит некоторые вольности. В то время как вымышленная семья певцов фон Трапп тайно перебралась через горы в Швейцарию, реальные фон Траппы мирно уехали от нацистского режима, воспользовавшись своими связями в Италии. Георг фон Трапп имел итальянское гражданство, что позволяло семье свободно передвигаться по этой стране на поезде, далее уехать в Лондон и, наконец, в Америку, где они провели уже запланированный концертный тур.

Аналогичным образом, после того как Шрёдингер потерял свои университетские должности и решил, что пришло время ему и Энни покинуть родную землю, Италия оказалась подходящим путем к отступлению. Впрочем, их побег прошел гораздо более тяжело, чем у семьи фон Трапп. С одной стороны, хоть он и получил предварительное предложение новой работы, ее условия были очень расплывчатыми. Кроме того, поскольку Австрия больше не была независимой страной, у него не было надлежащих проездных документов.

Спасителем Шрёдингера оказался тот, с кем он даже ни разу не встречался, — Имон «Дэв» де Валера, премьер-министр Ирландии. Он родился в Соединенных Штатах, мать его была ирландкой, отец кубинцем. Когда ему было два года, семья переехала в Лимерик, в Ирландию. После изучения математики в Королевском университете в Дублине, где он познакомился с работами Уильяма Роуэна Гамильтона, де Валера читал лекции в колледже Св. Патрика в Мейнуте и других университетах по всей Ирландии. В 1916 году растущее чувство обиды на то, насколько подавлена была ирландская культура, заставило его присоединиться к ирландским добровольцам и принять участие в Пасхальном восстании против британского правления во имя провозглашения демократической Ирландской республики. Он командовал третьим батальоном из Боланд-Милл, большого мучного склада в Дублине.

Значительно уступая по численности и вооружению английским войскам, ирландские добровольцы были вынуждены сдаться. Де Валера и другие лидеры были захвачены в плен и все, кроме одного, казнены. Де Валера остался жив, возможно, потому, что у него было американское гражданство. Либо, может быть, потому, что от англичан потребовали остановить казни. После года тюремного заключения он вернулся в Ирландию, чтобы возглавить партию Шинн Фейн (Sinn Féin) и содействовать созданию благоприятных условий для независимости Ирландии. Из-за разногласий с Шинн Фейн по поводу переговоров с Великобританией он в конце концов сформировал партию Фианна Файл (Fianna Fáil) и стал премьер-министром.

В 1937 году де Валера как лидер партии практически в одиночку написал ирландскую конституцию и определил для страны курс на нейтралитет и отделение от Великобритании. Будучи математиком, он был сильно обеспокоен ухудшением работы бывшего научно-исследовательского центра Гамильтона Дансинкской обсерватории, видя в этом символ упадка. Он хотел не только вновь прославить Ирландию, но и сделать ее ведущей державой в области математики и других наук. Для этой цели де Валера решил основать Дублинский институт перспективных исследований (DIAS) по образцу IAS в Принстоне. Но кто являлся равноценной Эйнштейну фигурой?

Узнав об увольнении Шрёдингера из Венского университета, Дэв решил, что тот — идеальный кандидат на должность ведущего профессора в новом институте. Поскольку было бы неразумно обращаться к Шрёдингеру напрямую, так как это могло бы насторожить нацистов, Дэв решил прозондировать почву через сеть контактов. Он поговорил с математиком из Эдинбурга Э. Т. Уиттекером, который был одним из его преподавателей в Дублине. Уиттекер передал послание своему коллеге Борну. Борн написал Ричарду Баеру, другу Шрёдингеров, жившему в Цюрихе. Баер попросил своего голландского друга поехать в Вену и сообщить о предложении Дэва. Друг, не найдя Шрёдингеров в Вене, поскольку в то время они были в Граце, оставил послание матери Энни. Наконец, мать Энни отправила короткое письмо о предложении де Валера. Эрвин и Энни прочли записку три раза, а затем сожгли ее.

Эрвин знал, что другого выбора, кроме как принять предложение, у него нет. В глубине души он по-прежнему надеялся получить постоянную должность в Оксфорде. Но он понимал, что из-за финансовых проблем и враждебного отношения к нему Линдеманна это маловероятно. Его «исповедь Гитлеру» еще больше разозлила Линдеманна. Энни поехала в город Констанц, на границе со Швейцарией, где встретилась с Баером и передала, что Эрвин согласен на переезд в Дублин. Баер написал Борну, который сообщил об этом Уиттекеру. Уиттекер, в свою очередь, передал хорошую новость де Валера.

14 сентября Эрвин и Энни бежали из Граца. Опасаясь, что таксист может их сдать, Энни отвезла все вещи на вокзал на своей машине, а затем оставила машину в гараже и попросила, чтобы ее вымыли. Это был последний раз, когда она видела свой автомобиль. Всего лишь с десятью марками в кармане они сели в поезд до Рима. Приехав в Вечный город, Шрёдингер хотел написать де Валера, а также Линдеманну, чтобы дать им знать о своем новом положении. Он хотел сообщить, что принимает предложение де Валера, а также собирается попросить Линдеманна остаться перед этим на некоторое время в Оксфорде. Ферми, который в то время был профессором в Римском университете, сказал Шрёдингеру, что все его письма могут перлюстрироваться. Поскольку Шрёдингер был членом Папской академии наук, Ватикан казался ему более безопасным местом. В окружении красот Ватикана он написал оба письма и адресовал их де Валера, в Лигу Наций, в Женеву. Де Валера в то время был президентом этой международной организации. Два дня спустя де Валера позвонил им и пригласил в Женеву для обсуждения деталей. Он передал Шрёдингерам разрешение на въезд от ирландского консула, билеты первого класса и деньги на расходы.

Эрвин и Энни с нескрываемым волнением сели на швейцарский экспресс. На границе они сильно испугались, когда таможенник, держа в руках листок бумаги с их именами, попросил их выйти из поезда и отдельно друг от друга пройти личный досмотр. Энни очень сильно нервничала, когда ее сумки и другие личные вещи поставили под рентгеновский аппарат, в то время как офицеры подозрительно смотрели на нее. К счастью, им разрешили вернуться в поезд и продолжить путь до Женевы, где Дэв тепло их приветствовал. Пробыв с ним три дня и обсудив планы института, Шрёдингеры направились в Англию.

Приехав в Оксфорд, Эрвин был сильно разочарован холодной встречей Линдеманна. Линдеманн не мог простить ему пронацистские заявления. Не помогло и утверждение Шрёдингера, что это никого не касается и что он просто сделал то, что должен был сделать. К счастью, помощь Линдеманна ему не потребовалась, поскольку вскоре он получил предложение на один год занять должность в Университете Гента в Бельгии. Учитывая, что дублинский институт еще находился в стадии планирования и дата его открытия не была известна, Шрёдингер воспользовался предоставившейся возможностью.

В ожидании открытия института

Шрёдингер узнал больше о планах премьер-министра во время своего краткого визита в Дублин 19 ноября. Предполагалось, что институт будет включать в себя Отделение теоретической физики и Отделение кельтских исследований. Шрёдингер поднял вопрос о своих собственных интересах. В том числе спросил, смогут ли Хильде, Рут и Энни присоединиться к нему в Ирландии26. Эта просьба была весьма необычной, учитывая, что Хильде была замужем.

Де Валера не возражал, поскольку просьба Шрёдингера была наименьшей из его забот. Ему нужно было получить одобрение Дойла (ирландского парламента) на создание института — процесс, на который уйдут месяцы политических баталий. Пока Шрёдингеры были в Генте, Дэв вынужден был доказывать членам парламента, например генералу Ричарду Мулкахи, представителю оппозиционной партии «Фине Гэл», важность института. Оппозиция считала институт ненужным, поскольку в Ирландии уже были хорошие университеты, требовавшие финансирования. Критики Дэва высмеивали идею объединения столь разных областей исследований, как теоретическая физика и кельтские исследования, в одном институте. По-видимому, единственное, что их объединяло, это увлеченность премьер-министра и той и другой. Может быть, следует просто отказаться от физического факультета, говорил Мулкахи.

Дэв парировал, что одно направление могло бы подкреплять репутацию другого. Напоминая о наследии Гамильтона, он размышлял о том, что серьезные научные достижения могли бы вернуть Ирландии прежнюю славу и уважение. Поскольку партия «Фианна Файл» имела в парламенте большинство, он понимал, что в конце концов его законопроект будет принят. Его аргументы скорее были направлены на тех, кто занимал выжидательную позицию и еще не определился.

Узнав о дебатах, особенно о предложении отказаться от физического направления института, Шрёдингер занервничал. Но Дэв заверил его, что в итоге все будет хорошо, нужно просто немного подождать. Поскольку никаких других вариантов не было, Шрёдингеру пришлось довериться Дэву.

Одним из приятных событий года, проведенного Шрёдингером в Генте в ожидании места в Дублине, было знакомство с Жоржем Леметром, бельгийским теоретиком и священником, который первым выдвинул идею о том, что Вселенная расширяется из чрезвычайно плотного состояния. Эта идея позже стала известна под названием теории Большого взрыва. Шрёдингер был рад представившемуся шансу помочь с расчетами и показать, что определенные сценарии расширения Вселенной приводят к возникновению материи и энергии. Результаты его расчетов предвосхитили теорию стационарной Вселенной в космологии, выдвинутую Фредом Хойлом, Томасом Голдом и Германом Бонди в конце 1940-х годов, а также современные представления о том, что большая часть материи Вселенной возникла на ранней стадии Большого взрыва, в эпоху инфляции.

Ожидая переезда в Дублин, Шрёдингер обратился к религиозным и философским вопросам, к Спинозе, Шопенгауэру и Веданте. По неопубликованным рукописям, которые он привезет с собой в Дублин, понятно, каким образом его идеи касательно поиска естественного порядка развились в систему убеждений, сильно напоминающую космическую религию Эйнштейна. Как писал Шрёдингер, «в науке загадку нам задает не кто иной, как Господь. Он не только ставит задачу, но также задает правила игры, — однако они полностью неизвестны, половину из них он скрыл от нас, чтобы мы их открыли или вывели сами»27.

К сентябрю 1939 года контракт в Генте истек, Шрёдингеру пришло время покинуть Бельгию. Хильде и Рут переехали к Эрвину и Энни в их дом, а Артура они оставили в Инсбруке. При этом возникло несколько трудностей. С одной стороны, вопрос с дублинским институтом до сих пор не был решен. Кроме того, после вторжения нацистов в Польшу началась Вторая мировая война. Шрёдингер не только оказался в очередной раз безработным, но и с точки зрения союзников технически он был гражданином вражеского государства. Это оказалось большой проблемой, потому что ему нужно было проехать через Великобританию, чтобы попасть в Ирландию. К счастью, некоторые из его благодетелей, в том числе де Валера и неожиданно любезный Линдеманн, помогли ему и его «расширенной» семье оформить все необходимые документы, чтобы пересечь Великобританию и добраться до Дублина. Шрёдингеры прибыли туда 7 октября.

Резиденция Эрвина Шрёдингера на Кинкора-роуд в пригороде Дублина в Клонтарфе. Фото Джо Мехиган

Только 1 июня 1940 года Дойл окончательно принял закон об учреждении дублинского Института перспективных исследований. Первое заседание его правления состоялось в ноябре того же года. Главной причиной задержки стала война. Пока Шрёдингер ждал, де Валера помог ему получить временную должность профессора в Ирландской королевской академии и ставку преподавателя в университетском колледже Дублина.

Между тем Шрёдингер и его семья нашли себе пристанище на Кинкора-роуд, 26, — в тихом пригороде Клонтарфе. Это был прекрасный район недалеко от Дублинского залива. Как заядлому велосипедисту Эрвину очень нравилось, что дом находится достаточно близко от центра города.

По словам ирландского историка культуры Брайана Фаллона, «создание дублинского Института перспективных исследований в 1940 году стало эпохальным событием»28. Это было важной вехой в том, что называется «гэльским Ренессансом». Кто сможет управлять Отделением теоретической физики лучше, чем человек эпохи Возрождения, такой как Шрёдингер? Когда институт, наконец, открыли, наверное, не было никого счастливее Дэва.


1 Annemarie Schrödinger, reported in Walter Moore, Schrödinger: Life and Thought (New York: Cambridge University Press, 1982), 265.

2 “Relative Tide and Sand Bars Trap Einstein; He Runs His Sailboat Aground at Old Lyme,” New York Times, August 4, 1935, 1.

3 Don Duso, reported in Sandi Fairbanks, All Points North Magazine, Summer 2008, http://www.apnmag.com/summer_2008/fairbanks_einstein.php.

4 Albert Einstein to Elisabeth, Queen of Belgium, autumn 1935, цит. по Ronald Clark, Einstein: The Life and Times (New York: World Publishing, 1971), 529.

5 Albert Einstein, цит. по “Einsteinhaus in Caputh,” http://www.einsteinsommerhaus.de.

6 Moore, Schrödinger, 294.

7 Жуткое дальнодействие — нем. spukhafte Fernwirkung, англ. spooky action at a distance (в переводе Борна). — Примеч. пер.

8 Erwin Schrödinger to Albert Einstein, June 7, 1935, цит. по Don Howard, “Revisiting the Einstein-Bohr Dialogue,” Iyyun: The Jerusalem Philosophical Quarterly 56 (January 2007): 21–22.

9 Albert Einstein to Erwin Schrödinger, June 19, 1935, Albert Einstein Duplicate Archive, Princeton, NJ, 22-047.

10 Там же.

11 “Einstein Attacks Quantum Theory”, New York Times, May 4, 1935.

12 Albert Einstein to Erwin Schrödinger, August 8, 1935, Albert Einstein Duplicate Archive, 22-049.

13 Там же.

14 Erwin Schrödinger to Albert Einstein, August 19, 1935, Albert Einstein Duplicate Archive, 22-051.

15 Ruth Braunizer, reported by Leonhard Braunizer, личная переписка с автором, May 6, 2014.

16 Albert Einstein to Erwin Schrödinger, September 4, 1935, Albert Einstein Duplicate Archive, 22-052.

17 Erwin Schrödinger, “Die Gegenwärtigen Situation in der Quantenmechanik,” Die Naturwissenschaften 23 (1935): 807–812, 824–828, цит. по Arthur Fine, The Shaky Game: Einstein, Realism and the Quantum Theory (Chicago: University of Chicago Press, 1986), 65.

18 Erwin Schrödinger, “Indeterminism and Free Will,” Nature, July 4, 1936.

19 Там же.

20 Интервью с Аннемарией Шрёдингер, взятое Томсом Куном 5 апреля 1963 г. в Вене. Archive for the History of Quantum Physics, American Philosophical Society, Philadelphia, PA.

21 Helge Kragh, Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century (Princeton: Princeton University Press, 1999), 218–229.

22 Jamie Sayen, Einstein in America (New York: Crown, 1985), 147.

23 Lucien Aigner, “A Book May Be Written, a Shoe Made — But a Theory — It’s Never Finished,” Christian Science Monitor, December 14, 1940, 3.

24 Nathan Rosen, “Reminiscences,” in Gerald Holton and Yehuda Elkana, eds., Albert Einstein: Historical and Cultural Perspectives (Princeton: Princeton University Press, 1982), 406.

25 Erwin Schrödinger, “Confession to the Führer,” Graz Tagespost, March 30, 1938, цит. по Moore, Schrödinger: Life and Thought, 337.

26 Erwin Schrödinger, цит. по “History of the Dublin Institute for Advanced Studies: 1935–1940: Formation of the School,” Dublin Institute for Advanced Studies, www.dias.ie/index.php?option=com_content&view=article&id=804:theoreticalhistory1935-1940.

27 Erwin Schrödinger, неопубликованная рукопись, Dublin Institute for Advanced Studies Archive, цит. по Moore, Schrödinger: Life and Thought, 348.

28 Brian Fallon, An Age of Innocence: Irish Culture, 1930–1960 (London: Palgrave Macmillan, 1998), 14.


Комментировать


 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия