Страница:
докопавшись до того, что они считали гранитной скалой, мы обнаружили, что
по-прежнему стоим на зыбучем песке. Так будем ли мы продолжать говорить о
величии и простоте нашей картины мира? Величие, пожалуй, но простота,
которая была очевидна Ньютону и Лапласу, - простота ушла вдогонку за "вечным
атомом" Лукреция. Ее нет, она утонула в волнах квантовой механики. Я
подозреваю, что в каждой отрасли физики можно показать новичку хорошую,
поучительную и соблазнительную картину - только если не пытаться копать
слишком глубоко.
Напечатано в журнале "Physics Today", 4, No 11 (1951)
(К. ДАРРОУ - американский физик-теоретик, сотрудник "Белл телефон
систем". С 1941 г. в течение многих лет занимал пост секретаря Американского
физического общества.)
- Генерал особенно хотел бы посмотреть,
как бомбардируют атомные ядра.
Американский физик немецкого происхождения Джемс Франк (родился в 1882
году), лауреат Нобелевской премии 1925 года, рассказал однажды:
* Рунге Карл (1856-1927) - немецкий математик.
Давида Гильберта (1862-1943) спросили об одном из его бывших учеников.
- Ах, этот-то? - вспомнил Гильберт. - Он стал поэтом. Для математики у
него было слишком мало воображения.
На одной из своих лекций Давид Гильберт сказал: - Каждый человек имеет
некоторый определенный горизонт. Когда он сужается и становится бесконечно
малым он превращается в точку. Тогда человек говорит: "Это моя точка
зрения".
- Ну, хорошо - эффект вы обнаружили. А теперь найдите его причину.
История открытия эффекта Мессбауэра (по Г. Липкину)
HEIGHT=121 HSPACE=2 VSPACE=4>
-...А это Уилкинс ударил по сейсмографу.
Без слов.
ИСПОВЕДЬ ИНЖЕНЕРА-АКУСТИКА
Марвин Камрас
Когда я был ассистентом, я работал как лошадь, а денег зарабатывал
столько, что их едва хватало на пропитание. Мой босс все время "острил" по
поводу моих умственных способностей и полдня объяснял мне то, что и без него
было совершенно понятно, а потом удивлялся и разводил руками, что работа еще
не сделана. Он поручал мне разрабатывать чертежи неосуществимых конструкций,
которые придумывали витающие в облаках мыслители в нашей лаборатории. Я
должен был за всех дорабатывать и доделывать, чтобы заставить эти
конструкции хоть как-нибудь работать. Когда я приходил к боссу с
каким-нибудь остроумным решением, он откладывал его в сторону и говорил, что
это не то, чего бы они хотели... Иногда я работал над подобным проектом по
году и приходил к нему буквально с шедевром. Тогда он заявлял: "Очень
хорошо, мой мальчик, но руководство решило заняться несколько иной темой".
Следовательно, снова к чертежному столу...
К тому времени, как я стал руководителем лаборатории, положение в
институте изменилось. Ассистенты совершенно разболтались и ничего не умели
делать, зато обижались на каждое замечание. Положим, нужно было сделать
какую-нибудь пустячную работу. Я сам сделал бы ее за пару часов. Но мне
приходилось полдня тратить на то, чтобы объяснить моим ассистентам, почему
эта работа должна быть сделана вообще, почему ее следует сделать быстрее,
чем любую другую, почему ее надо сделать так, а не иначе, и почему
обязательно к определенному сроку. Когда же эти сроки проходили, мне
приходилось полдня выслушивать бессвязные объяснения, почему работа еще не
сделана* почему ничего не работает (и, возможно, не будет работать) и почему
мы должны начать все сначала и сделать все "как нужно". Но этот "нужный"
путь оказывался настолько запутанным, что обычно требовалось не менее года,
чтобы разобраться в нем, и еще не менее года, чтобы получить какие-то
результаты. На этом этапе работы кое-как, с помощью дипломатии и лести,
убеждениями и просьбами удавалось заставить ассистентов свести концы с
концами и спихнуть эту работу со своей шеи.
Еще хуже обстояло дело с моими административными обязанностями. Меня
заставляли писать столько отчетов и предложений, что только на одно это ушло
бы все мое рабочее время. Но я еще должен был отвечать на всю текущую
корреспонденцию, На все телефонные звонки и принимать посетителей, которые
шли ко мне непрерывным потоком. Я должен был нанимать на работу новых людей
и одновременно заботиться, чтобы старые оставались ею довольны.
Предполагалось также, что я должен заботиться о представительности компании
и с этой целью посещать профессиональные собрания, дарить отработать в
комиссиях и устраивать семинары.
В конце концов я завел маленький, но зато свой бизнес. К сожалению, мне
не повезло с техническими ^руководителями и администраторами. Они сильно
изменились к худшему. Они нисколько не стремятся к тому, чтобы что-то
делалось их подчиненными. Они организуют дело таким образом, что все на
свете рушится, и тогда начинается реорганизация. Они путешествуют, беседуют,
устраивают семинары, посещают собрания, участвуют в технических комиссиях,
то есть делают что угодно, но только не работают на компанию. Умственная
мощность, заключенная в них и их ассистентах, колоссальна, но она
расходуется не на созидание, а на разрушение. Если бы Нобелевская премия
присуждалась за отговорки, то наша лаборатория получила бы ее давным-давно.
Теперь, обретя горький опыт, я мечтаю снова стать ассистентом.
Ассистенту все-таки легче живется. Но, к сожалению, я уже женился и не могу
позволить себе эту роскошь.
Напечатано в журнале
"WЈ Transactions on Audio", 9, No б (1961).
(М.КАМРАС -редактор акустического выпуска "Трудов Американского
института радиоинженеров".)
* * * *
Великий физик Гиббс был очень замкнутым человеком и обычно молчал на
заседаниях ученого совета университета, в котором он преподавал. Но на одном
из заседаний этого совета, когда решался вопрос о том, уделять ли в новых
учебных программах больше места математике или иностранным языкам, он не
-выдержал и произнес речь: "Математика-это язык!" - сказал он.
* * * *
Один из основоположников квантовой теории Макс Планк в молодости пришел
к 70-летнему профессору Филиппу Жолли и сказал ему, что решил заниматься
теоретической физикой
* * * *
Молодой человек,- сказал маститый ученый,- зачем вы хотите испортить
себе жизнь, ведь теоретическая физика уже в основном закончена... Стоит ли
браться за такое бесперспективное дело?!
* * * *
Интересный пример того, как можно использовать слова для
количественного описания результатов измерений, был рассказан профессором
Чикагского университета Гейлом.
Профессор работал в лаборатории с одним своим студентом, и они не
знали, под каким напряжением - 110 или 220 вольт - находились клеммы, к
которым они должны были подключить свою аппаратуру. Студент собрался сбегать
за вольтметром, но профессор посоветовал ему определить напряжение на
ощупь.- Но ведь меня просто дернет, и все,- возразил студент. - Да, но если
тут 110 вольт, то вы отскочите и воскликнете просто - "О, черт!" - а если
220, то выражение будет покрепче.
Когда об этой истории я недавно рассказал студентам, один из них
заметил: "Сегодня утром я встретил одного малого, так он, наверное, как раз
перед этим подключался к напряжению 440!"
К МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОХОТЫ
Г. Петард
Простоты ради мы ограничимся рассмотрением только охоты на львов (Fells
leo), живущих в пустыне Сахара. Перечисленные ниже методы с легкостью можно
модифицировать и применять к другим плотоядным, обитающим в разных частях
света.
§ 1. Математические методы
1. МЕТОД ИНВЕРСИВНОЙ ГЕОМЕТРИИ. Помещаем в заданную точку пустыни
клетку, входим в нее и запираем изнутри. Производим инверсию пространства по
отношению к клетке. Теперь лев внутри клетки, а мы - снаружи.
2. МЕТОД ПРОЕКТИВНОЙ ГЕОМЕТРИИ. Без ограничения общности мы можем
рассматривать пустыню Сахара как плоскость. Проектируем плоскость на линию,
а линию - в точку, находящуюся внутри клетки. Лев проектируется в ту же
точку,
3. МЕТОД БОЛЬЦАНО - ВЕЙЕРШТРАССА. Рассекаем пустыню линией, проходящей
с севера на юг. Лев находится либо в восточной части пустыни, либо в
западной. Предположим для определенности, что он находится в западной части.
Рассекаем ее линией, идущей с запада на восток. Лев находится либо в
северной части, либо в южной. Предположим для определенности, что он
находится в южной части, рассекаем ее линией, идущей с севера на юг.
Продолжаем этот процесс до бесконечности, воздвигая после каждого шага
крепкую решетку вдоль разграничительной линии. Площадь последовательно
получаемых областей стремится к нулю, так что лев в конце концов оказывается
окруженным решеткой произвольно малого периметра.
4. КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД. Заметим, что пустыня представляет собой
сепарабельное пространство. Оно содержит всюду плотное множество точек, из
которого мы выбираем последовательность точек, имеющих пределом
местоположение льва. Затем по этим точкам, захватив с собой необходимое
снаряжение, крадучись, подбираемся к льву.
5. ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД.. Заметим, что связность тела льва во всяком
случае не меньше, чем связность тора. Переводим пустыню в четырехмерное
пространство. Согласно работе [1], в этом пространстве можно непрерывным
образом выполнить такую деформацию, что по возвращении в трехмерное
пространство лев окажется завязанным в узел. В таком состоянии он
беспомощен.
6. МЕТОД КОШИ, ИЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ. Рассмотрим льва как
аналитическую функцию координат f(x) и запишем интеграл
где С - контур, ограничивающий пустыню, а у - точка, в которой
находится клетка. После вычисления интеграла получается /(у), то есть лев в
клетке.
§ 2. Методы теоретической физики
1. МЕТОД ДИРАКА. Отмечаем, что дикие львы в пустыне Сахара являются
величинами ненаблюдаемыми. Следовательно, все наблюдаемые львы в пустыне
Сахара - ручные. Поимку ручного льва предоставляем читателю в качестве
самостоятельного упражнения.
2. МЕТОД ШРЕДИНГЕРА. В любом случае существует положительная, отличная
от нуля вероятность, что лев сам окажется в клетке. Сидите и ждите.
3. МЕТОД ЯДЕРНОЙ Физики. Поместите ручного льва в клетку и примените к
нему и дикому льву обменный оператор Майорана [2]. Или предположим, что мы
хотели поймать льва, а поймали львицу. Поместим тогда последнюю в клетку и
применим к ней обменный оператор Гейзенберга, который обменивает спины.
§ 3. Методы экспериментальной физики
1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД. Через пустыню натянем полупроницаемую
мембрану, которая пропускает через себя все, кроме льва.
2. МЕТОД АКТИВАЦИИ. Облучим пустыню медлен-ными нейтронами. Внутри льва
будет наведена радиоактивность, и он начнет распадаться. Если подождать
достаточно долго, лев не сможет оказать никакого сопротивления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Н. S e i f е г t, W. Т h г е 1 f a 11, Lehrbuch der Topologie, 1934.
2. Н. А. В е t h e, R. F. В а с h e r, Rev. Mod. Phys., 8, 82 (1936).
Напечатано в
"The Journal of Irreproducible Results", 8, No 2 (1959).
(Г. ПЕТАРД - профессор Принстонского университета, Нью-Джерси.)
- Ну, кажется, мы на пороге великого открытия,
Ниже помещен перевод заметки" написанной известными физиками и
опубликованной в "Natur-wissenschaften". Редакторы журнала "попались на
удочку громких имен" и, не вдаваясь в существо написанного, направили
полученный материал в набор, не разглядев в нем шутки.
К КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ АБСОЛЮТНОГО НУЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Д. Бак, Г. Бете, В. Рицлер
(Кембридж)
В данной работе нами был рассмотрен кристалл с гексагональной решеткой.
Как известно, при абсолютном нуле температуры в, системе происходит
вымораживание всех степеней свободы, то есть прекращаются полностью все
внутренние колебания. Однако для электрона, движущегося по боровской орбите,
это, обстоятельство не имеет места. Каждый такой электрон, согласно
Эддингтону, обладает 1/а степенями свободы, где а - введенная Зоммерфельдом
постоянная тонкой структуры. Поскольку рассматриваемый нами кристалл состоит
также из протонов, которые по теории Дирака можно рассматривать как дырки в
электронном газе, то к 1/а степеням свободы электрона следует добавить
столько же степеней свободы протона. Таким образом, чтобы достичь
абсолютного нуля температуры, мы должны отнять у нашей нейтральной системы
(наш кристалл должен быть электрически нейтральным), состоящей из одного
электрона и протона (в расчете на один нейтрон), - (2/а - 1) степеней
свободы (Freiheitsgrade). Единицу мы вычли, чтобы не учитывать вращательного
движения.
Следовательно, для температуры абсолютного нуля находим Tо = -(2/а-1)
градусов (Grade). Подставив сюда Tо = -273, находим, что а = 1/137. Это
значение в пределах ошибок находится в замечательном согласии с ранее
известным значением. Легко показать, что этот результат не зависит от выбора
структуры кристаллической решетки. Напечатано в журнале
"Naturwissenschaften", 19, No 2 (1931).
(Д. БАК - физик-теоретик, проф. Бразильского физического института в
Рио-де-Жанейро.
Г. БЕТЕ - американский физик-теоретик, проф. Корнеллского университета,
лауреат премии Энрико Ферми и медали Макса Планка. Автор многих книг по
теории ядра, широко известных советскому читателю. В. РИЦЛЕР - немецкий
физик, директор Института ядерной физики в Боннском университете,)
ЗЕМЛЯ КАК УПРАВЛЯЕМЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ
Д. Фроман
Речь на банкете, состоявшемся после конференции по физике плазмы,
организованной Американским физическим обществом в ноябре 1961 года в
Колорадо-Спрингс
Поскольку я не очень хорошо разбираюсь в физике плазмы и термоядерном
синтезе, я буду говорить не о самих этих явлениях, а об одном их
практическом применении в ближайшем будущем.
Представим себе, что нам удалось изобрести космический корабль, который
движется за счет того, что выбрасывает продукты реакций D-D и D-Т. На таком
корабле можно стартовать в космос, поймать там несколько астероидов и
отбуксировать их на Землю. (Идея, правда, не нова.) Если не очень
перегружать ракету, то можно было бы доставить на Землю 1000 тонн
астероидов, затратив всего около тонны дейтерия. Я, честно говоря, не знаю,
из какого вещества состоят астероиды. Однако вполне может оказаться, что
наполовину они состоят из никеля. Известно, что 1 фунт никеля стоит 50
центов, а 1 фунт дейтерия - около 100 долларов. Таким образом, за 1 миллион
долларов мы могли бы купить 5 тонн дейтерия и, израсходовав их, доставить на
Землю 2500 тонн никеля стоимостью в 2,5 миллиона долларов. Неплохо, правда?
Я уже было подумывал, а не организовать ли мне Американскую Компанию по
Добыче и Доставке Астероидов (АКДДА)? Оборудование этой компании будет
исключительно простым. При достаточной субсидии со стороны дяди Сэма можно
было бы основать весьма доходное дело. Если кто-либо из присутствующих с
крупным счетом в банке пожелает войти в число учредителей, пусть подойдет ко
мне после банкета.
А теперь давайте заглянем в более отдаленное будущее. Лично я вообще не
могу понять, почему астронавты мечтают попасть в межзвездное пространство. В
ракете ведь будет страшная теснота. Да и в питании им придется себя сильно
урезать. Но это еще полбеды. Главная неприятность - что астронавт в ракете
будет находиться в том же положении, что и человек, помещенный против пучка
быстрых протонов, выходящего из мощного ускорителя {посмотрите рисунок).
Очень мне жаль бедного астронавта; о его печальной участи я даже сочинил
балладу*:
БАЛЛАДА ОБ АСТРОНАВТЕ
От бета-инвертора И гамма-конвертора Осталась обшивка одна.
А ионная пушка, Как пустая хлопушка, Торчит, ни на что не годна.
Все распались мезоны, Все распались нейтроны, Излучился весь видимый
свет.
По закону Кулона Разбежались протоны, На лептоны надежды нет.
Поврежденный реактор Тарахтит, словно трактор, В биокамере - гниль и
прель.
Вот сопло уж забилось, И дно прохудилось, И вакуум хлещет в щель...
Он летел к Ориону, Но поток гравитонов Пересек неожиданно путь.
Отклонившись от курса И спустив все ресурсы, Сумел он от них
ускользнуть.
Сделал крюк здоровенный, Облетел пол-Вселенной И теперь на пустом
корабле
По последней прямой Возвращался домой, Приближаясь к планете Земле.
Но борясь с тяготеньем Сверх-сверх-сверхускореньем, Он замедлил стрелки
часов.
И стрелки застыли, На Земле ж проходили Тысячи тысяч веков.
Вот родные планеты... Боже! Солнце ли это? -
Темно-красный, чуть теплый шар...
Над Землею дымится,,
Над Землею клубится Водородный, холодный пар.
Что же это такое?
Где же племя людское? - В неизвестных, далеких мирах.
Вырастают их дети
Уж на новой планете, А Земля вся в космических льдах.
Ругаясь и плача
От такой неудачи, Астронавт повернул рычаг,
И раздалось Б
И раздалось А
И раздалось X -
БАХ!
Но мне жаль и тех, кто останется на Земле. Ведь наше Солнце не вечно.
Оно когда-нибудь пожухнет, погрузив все окружающее в космический мрак и
холод. Как мне рассказывал Фред (Фред Хойл то есть)*, через пару миллиардов
лет на Земле будет так холодно, что не то что о комфорте, о самой жизни на
этой планете не может быть и речи. А следовательно, имеет явный смысл
куда-нибудь податься. Мне кажется, что для большинства из нас самым удобным
космическим кораблем все же была бы сама Земля. Поэтому если нам не
нравится, что наше светило постепенно гаснет, и вообще если все в Солнечной
системе нам надоело, зачем здесь оставаться? Давайте полетим куда-нибудь
прямо на нашей Земле. При этом все трудности, связанные с космическим
полетом, отпадут сами собой. Ведь проблемы защиты от радиации не существует,
на Земле есть атмосфера, да и скорость движения будет невелика. Безопасность
и приятность такого путешествия очевидны (посмотрите этот рисунок). Однако
хватит ли нам энергии?
* Фред Хойл - известный английский астрофизик, профессор Кембриджского
университета, автор ряда работ по теоретической астрофизике, космогонии,
теоретической гравитации и... нескольких научно-фантастических романов.
Прежде всего понадобятся тепло и свет: ведь в течение долгого времени
мы будем удалены от Солнца или какой-либо другой звезды. Дейтерий,
содержащийся в океанской воде, может дать нам 1038 эрг, следовательно, если
использовать его только для отопления и освещения, то этого хватит на три
миллиона лет - срок вполне достаточный. Правда, здесь имеется небольшая
загвоздка. При нашей скорости мы будем потреблять 3 ... 1010 фунтов дейтерия в
год, а стоимость его 100 долларов за фунт, следовательно, потребляемый
дейтерий в 100 раз превысит годовой бюджет современных воздушных сил. Но,
быть может, удастся получать дейтерий по оптовым ценам?
Однако нам понадобится еще энергия для того, чтобы оторваться от
Солнца. Расчет показывает, что на это пойдет 2,4 ... 1040 эрг, то есть гораздо
больше, чем может дать весь океанский дейтерий. Поэтому необходимо будет
изыскать другие источники энергии. Я полагаю, что для решения этой проблемы
нам придется обратиться к синтезу альфа-частицы из четырех протонов. При
использовании этой реакции все протоны мирового океана дадут нам энергию
1042 эре, то есть в сорок раз больше того, что нужно, чтобы оторваться от
Солнца.
В качестве рабочего тела можно использовать песок. Выбрасывая 1000
молекул SiCb на каждую синтезированную альфа-частицу, мы для отрыва от
Солнца должны будем истратить всего 4% массы Земли. Мне кажется, что мы
можем себе это позволить. Тем более что для такой цели не жалко будет
израсходовать Луну: ведь вдали от Солнца от нее все равно нет никакого
проку. Покинув Солнечную систему и скитаясь в космическом пространстве, мы,
вероятно, сможем время от времени еще пополнять наши запасы массы и энергии,
заправляясь на лету за счет встречающихся по дороге планет. На пути
осуществления этих планов пока стоит одно принципиальное препятствие: мы не
умеем осуществлять цепную реакцию 4р->Не4. Теперь вы видите, какая это
важная проблема. Нам нужно удвоить свои усилия для ее решения. Время не
терпит: Земля провела у Солнца уже две трети отпущенного ей срока.
Уверяю вас: в космосе нам будет отлично. Возможно, нам так понравится,
что мы даже не захотим прилепиться к новой звезде.
Напечатано в журнале "Physics Today", 15, No 7 (1962).
(Д. ФРОМАН - до 1962 г. занимал должность технического директора
Лос-аламосской лаборатории.)
ТИПОЛОГИЯ В НАУЧНОМ ИССЛЕДОВАНИИ
А. Кон и М. Брейер
Много лет тому назад Ломброзо и Кречмер расклассифицировали людей по
типам в зависимости от анатомического строения и эмоциональных особенностей
[1, 2]. Ввиду все возрастающей роли науки в современном мире и непрерывного
роста числа ученых нам представляется полезным произвести классификацию
последних по аналогичной схеме. Наша классификация, однако, носит несколько
другой характер. При ее составлении мы пользовались более современными и
достаточно полными источниками.
ОТКРЫВАТЕЛИ. Именно эти ученые "выдают" новые идеи. Их мозг всегда
готов впиться в случайную добычу. Хорошая научная подготовка позволяет им
быстро оценить важность наблюденного факта и сформулировать идею, после чего
гипотеза готова (или рабочая гипотеза во всяком случае). Затем они либо
проверяют ее экспериментально сами, либо представляют другим побеспокоиться
об этом, получая удовольствие от умозрительного решения задачи,
ЭКСПЛУАТАТОРЫ. Это исследователи с быстрой хваткой; уши и глаза их
постоянно открыты. Такого ученого редко можно застать в собственной
лаборатории, он предпочитает проводить время в обсуждениях с коллегами из
других лабораторий и институтов, особенно если эти коллеги работают над тем,
что его самого интересует. У него никогда нет недостатка в хороших идеях,
которые, хоть и родились не в его голове, превращаются, однако, в интересные
статьи, щедро пересыпанные ссылками на "частные сообщения".
ЦЕНИТЕЛЬ. Умственные способности такого человека значительно
превосходят его возможности (и желание) ставить собственные эксперименты. Он
способен оценить (и оценивает) хорошую работу, причем часто делает это
лучше, чем сам автор работы. Критический ум, сочетающийся с врожденным
непостоянством, - виной тому, что результаты каждой последующей серии
измерений существенно отличаются от всех предыдущих; это не позволяет такому
ученому опубликовать что-либо, если у него нет решительного начальника.
УЛУЧШАТЕЛЬ. Он напоминает "ценителя", но обладает несколько более
высокой производительностью. Его достижения представлены очень
немногочисленными, но превосходными статьями, основанными на экспериментах,
которые повторялись столько раз, что все неожиданные или не предсказанные
результаты удается отбросить с помощью изощренной статистической обработки.
ЧЕЛОВЕК НА УРОВНЕ. он знает все. что стоит знать. В отличие от
"эксплуататора" он проводит все свое время в библиотеке, где редко кому
удается опередить его в получении свежего номера журнала.
СОАВТОР. Этот тип в совершенстве познал искусство научной дипломатии.
Он без нажима добивается включения своего имени в списки авторов большинства
статей, публикуемых сотрудниками отдела, где он работает, причем вклад его
порой выражается лишь в решении вопроса - стоит ли употребить союз "и" в
названии статьи. Некоторые люди придерживаются мнения, что "соавтор" -это
по-прежнему стоим на зыбучем песке. Так будем ли мы продолжать говорить о
величии и простоте нашей картины мира? Величие, пожалуй, но простота,
которая была очевидна Ньютону и Лапласу, - простота ушла вдогонку за "вечным
атомом" Лукреция. Ее нет, она утонула в волнах квантовой механики. Я
подозреваю, что в каждой отрасли физики можно показать новичку хорошую,
поучительную и соблазнительную картину - только если не пытаться копать
слишком глубоко.
Напечатано в журнале "Physics Today", 4, No 11 (1951)
(К. ДАРРОУ - американский физик-теоретик, сотрудник "Белл телефон
систем". С 1941 г. в течение многих лет занимал пост секретаря Американского
физического общества.)
- Генерал особенно хотел бы посмотреть,
как бомбардируют атомные ядра.
Американский физик немецкого происхождения Джемс Франк (родился в 1882
году), лауреат Нобелевской премии 1925 года, рассказал однажды:
- Приснился мне на днях покойный Карл Рунге*, я его и спрашиваю: "Как
у вас на том свете? Наверное, все физические законы известны?" -А он
говорит: "Здесь дают право выбора: можешь знать либо все, либо то же, что и
на Земле. Я выбрал второе, а то уж очень скучно было бы".
* Рунге Карл (1856-1927) - немецкий математик.
Давида Гильберта (1862-1943) спросили об одном из его бывших учеников.
- Ах, этот-то? - вспомнил Гильберт. - Он стал поэтом. Для математики у
него было слишком мало воображения.
На одной из своих лекций Давид Гильберт сказал: - Каждый человек имеет
некоторый определенный горизонт. Когда он сужается и становится бесконечно
малым он превращается в точку. Тогда человек говорит: "Это моя точка
зрения".
- Ну, хорошо - эффект вы обнаружили. А теперь найдите его причину.
История открытия эффекта Мессбауэра (по Г. Липкину)
Период | Дата | Примечание |
Доисторический | до 1958 | Могли бы открыть, но Не открыли |
Ранний иридиевый век | 1958 | Открыли, но |
не заметили | ||
Средний иридиевый век | 1958-1959 | Заметили, но |
не поверили | ||
Поздний иридиевый век | 1959 | Поверили, но... |
не заинтересовались | ||
| HEIGHT=46> | 1959-1960 | у-у-у-У I ! ! |
HEIGHT=121 HSPACE=2 VSPACE=4>-...А это Уилкинс ударил по сейсмографу.
Без слов.
ИСПОВЕДЬ ИНЖЕНЕРА-АКУСТИКА
Марвин Камрас
Когда я был ассистентом, я работал как лошадь, а денег зарабатывал
столько, что их едва хватало на пропитание. Мой босс все время "острил" по
поводу моих умственных способностей и полдня объяснял мне то, что и без него
было совершенно понятно, а потом удивлялся и разводил руками, что работа еще
не сделана. Он поручал мне разрабатывать чертежи неосуществимых конструкций,
которые придумывали витающие в облаках мыслители в нашей лаборатории. Я
должен был за всех дорабатывать и доделывать, чтобы заставить эти
конструкции хоть как-нибудь работать. Когда я приходил к боссу с
каким-нибудь остроумным решением, он откладывал его в сторону и говорил, что
это не то, чего бы они хотели... Иногда я работал над подобным проектом по
году и приходил к нему буквально с шедевром. Тогда он заявлял: "Очень
хорошо, мой мальчик, но руководство решило заняться несколько иной темой".
Следовательно, снова к чертежному столу...
К тому времени, как я стал руководителем лаборатории, положение в
институте изменилось. Ассистенты совершенно разболтались и ничего не умели
делать, зато обижались на каждое замечание. Положим, нужно было сделать
какую-нибудь пустячную работу. Я сам сделал бы ее за пару часов. Но мне
приходилось полдня тратить на то, чтобы объяснить моим ассистентам, почему
эта работа должна быть сделана вообще, почему ее следует сделать быстрее,
чем любую другую, почему ее надо сделать так, а не иначе, и почему
обязательно к определенному сроку. Когда же эти сроки проходили, мне
приходилось полдня выслушивать бессвязные объяснения, почему работа еще не
сделана* почему ничего не работает (и, возможно, не будет работать) и почему
мы должны начать все сначала и сделать все "как нужно". Но этот "нужный"
путь оказывался настолько запутанным, что обычно требовалось не менее года,
чтобы разобраться в нем, и еще не менее года, чтобы получить какие-то
результаты. На этом этапе работы кое-как, с помощью дипломатии и лести,
убеждениями и просьбами удавалось заставить ассистентов свести концы с
концами и спихнуть эту работу со своей шеи.
Еще хуже обстояло дело с моими административными обязанностями. Меня
заставляли писать столько отчетов и предложений, что только на одно это ушло
бы все мое рабочее время. Но я еще должен был отвечать на всю текущую
корреспонденцию, На все телефонные звонки и принимать посетителей, которые
шли ко мне непрерывным потоком. Я должен был нанимать на работу новых людей
и одновременно заботиться, чтобы старые оставались ею довольны.
Предполагалось также, что я должен заботиться о представительности компании
и с этой целью посещать профессиональные собрания, дарить отработать в
комиссиях и устраивать семинары.
В конце концов я завел маленький, но зато свой бизнес. К сожалению, мне
не повезло с техническими ^руководителями и администраторами. Они сильно
изменились к худшему. Они нисколько не стремятся к тому, чтобы что-то
делалось их подчиненными. Они организуют дело таким образом, что все на
свете рушится, и тогда начинается реорганизация. Они путешествуют, беседуют,
устраивают семинары, посещают собрания, участвуют в технических комиссиях,
то есть делают что угодно, но только не работают на компанию. Умственная
мощность, заключенная в них и их ассистентах, колоссальна, но она
расходуется не на созидание, а на разрушение. Если бы Нобелевская премия
присуждалась за отговорки, то наша лаборатория получила бы ее давным-давно.
Теперь, обретя горький опыт, я мечтаю снова стать ассистентом.
Ассистенту все-таки легче живется. Но, к сожалению, я уже женился и не могу
позволить себе эту роскошь.
Напечатано в журнале
"WЈ Transactions on Audio", 9, No б (1961).
(М.КАМРАС -редактор акустического выпуска "Трудов Американского
института радиоинженеров".)
* * * *
Великий физик Гиббс был очень замкнутым человеком и обычно молчал на
заседаниях ученого совета университета, в котором он преподавал. Но на одном
из заседаний этого совета, когда решался вопрос о том, уделять ли в новых
учебных программах больше места математике или иностранным языкам, он не
-выдержал и произнес речь: "Математика-это язык!" - сказал он.
* * * *
Один из основоположников квантовой теории Макс Планк в молодости пришел
к 70-летнему профессору Филиппу Жолли и сказал ему, что решил заниматься
теоретической физикой
* * * *
Молодой человек,- сказал маститый ученый,- зачем вы хотите испортить
себе жизнь, ведь теоретическая физика уже в основном закончена... Стоит ли
браться за такое бесперспективное дело?!
* * * *
Интересный пример того, как можно использовать слова для
количественного описания результатов измерений, был рассказан профессором
Чикагского университета Гейлом.
Профессор работал в лаборатории с одним своим студентом, и они не
знали, под каким напряжением - 110 или 220 вольт - находились клеммы, к
которым они должны были подключить свою аппаратуру. Студент собрался сбегать
за вольтметром, но профессор посоветовал ему определить напряжение на
ощупь.- Но ведь меня просто дернет, и все,- возразил студент. - Да, но если
тут 110 вольт, то вы отскочите и воскликнете просто - "О, черт!" - а если
220, то выражение будет покрепче.
Когда об этой истории я недавно рассказал студентам, один из них
заметил: "Сегодня утром я встретил одного малого, так он, наверное, как раз
перед этим подключался к напряжению 440!"
К МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОХОТЫ
Г. Петард
Простоты ради мы ограничимся рассмотрением только охоты на львов (Fells
leo), живущих в пустыне Сахара. Перечисленные ниже методы с легкостью можно
модифицировать и применять к другим плотоядным, обитающим в разных частях
света.
§ 1. Математические методы
1. МЕТОД ИНВЕРСИВНОЙ ГЕОМЕТРИИ. Помещаем в заданную точку пустыни
клетку, входим в нее и запираем изнутри. Производим инверсию пространства по
отношению к клетке. Теперь лев внутри клетки, а мы - снаружи.
2. МЕТОД ПРОЕКТИВНОЙ ГЕОМЕТРИИ. Без ограничения общности мы можем
рассматривать пустыню Сахара как плоскость. Проектируем плоскость на линию,
а линию - в точку, находящуюся внутри клетки. Лев проектируется в ту же
точку,
3. МЕТОД БОЛЬЦАНО - ВЕЙЕРШТРАССА. Рассекаем пустыню линией, проходящей
с севера на юг. Лев находится либо в восточной части пустыни, либо в
западной. Предположим для определенности, что он находится в западной части.
Рассекаем ее линией, идущей с запада на восток. Лев находится либо в
северной части, либо в южной. Предположим для определенности, что он
находится в южной части, рассекаем ее линией, идущей с севера на юг.
Продолжаем этот процесс до бесконечности, воздвигая после каждого шага
крепкую решетку вдоль разграничительной линии. Площадь последовательно
получаемых областей стремится к нулю, так что лев в конце концов оказывается
окруженным решеткой произвольно малого периметра.
4. КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД. Заметим, что пустыня представляет собой
сепарабельное пространство. Оно содержит всюду плотное множество точек, из
которого мы выбираем последовательность точек, имеющих пределом
местоположение льва. Затем по этим точкам, захватив с собой необходимое
снаряжение, крадучись, подбираемся к льву.
5. ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД.. Заметим, что связность тела льва во всяком
случае не меньше, чем связность тора. Переводим пустыню в четырехмерное
пространство. Согласно работе [1], в этом пространстве можно непрерывным
образом выполнить такую деформацию, что по возвращении в трехмерное
пространство лев окажется завязанным в узел. В таком состоянии он
беспомощен.
6. МЕТОД КОШИ, ИЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ. Рассмотрим льва как
аналитическую функцию координат f(x) и запишем интеграл
где С - контур, ограничивающий пустыню, а у - точка, в которой
находится клетка. После вычисления интеграла получается /(у), то есть лев в
клетке.
§ 2. Методы теоретической физики
1. МЕТОД ДИРАКА. Отмечаем, что дикие львы в пустыне Сахара являются
величинами ненаблюдаемыми. Следовательно, все наблюдаемые львы в пустыне
Сахара - ручные. Поимку ручного льва предоставляем читателю в качестве
самостоятельного упражнения.
2. МЕТОД ШРЕДИНГЕРА. В любом случае существует положительная, отличная
от нуля вероятность, что лев сам окажется в клетке. Сидите и ждите.
3. МЕТОД ЯДЕРНОЙ Физики. Поместите ручного льва в клетку и примените к
нему и дикому льву обменный оператор Майорана [2]. Или предположим, что мы
хотели поймать льва, а поймали львицу. Поместим тогда последнюю в клетку и
применим к ней обменный оператор Гейзенберга, который обменивает спины.
§ 3. Методы экспериментальной физики
1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД. Через пустыню натянем полупроницаемую
мембрану, которая пропускает через себя все, кроме льва.
2. МЕТОД АКТИВАЦИИ. Облучим пустыню медлен-ными нейтронами. Внутри льва
будет наведена радиоактивность, и он начнет распадаться. Если подождать
достаточно долго, лев не сможет оказать никакого сопротивления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Н. S e i f е г t, W. Т h г е 1 f a 11, Lehrbuch der Topologie, 1934.
2. Н. А. В е t h e, R. F. В а с h e r, Rev. Mod. Phys., 8, 82 (1936).
Напечатано в
"The Journal of Irreproducible Results", 8, No 2 (1959).
(Г. ПЕТАРД - профессор Принстонского университета, Нью-Джерси.)
- Ну, кажется, мы на пороге великого открытия,
Ниже помещен перевод заметки" написанной известными физиками и
опубликованной в "Natur-wissenschaften". Редакторы журнала "попались на
удочку громких имен" и, не вдаваясь в существо написанного, направили
полученный материал в набор, не разглядев в нем шутки.
К КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ АБСОЛЮТНОГО НУЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Д. Бак, Г. Бете, В. Рицлер
(Кембридж)
В данной работе нами был рассмотрен кристалл с гексагональной решеткой.
Как известно, при абсолютном нуле температуры в, системе происходит
вымораживание всех степеней свободы, то есть прекращаются полностью все
внутренние колебания. Однако для электрона, движущегося по боровской орбите,
это, обстоятельство не имеет места. Каждый такой электрон, согласно
Эддингтону, обладает 1/а степенями свободы, где а - введенная Зоммерфельдом
постоянная тонкой структуры. Поскольку рассматриваемый нами кристалл состоит
также из протонов, которые по теории Дирака можно рассматривать как дырки в
электронном газе, то к 1/а степеням свободы электрона следует добавить
столько же степеней свободы протона. Таким образом, чтобы достичь
абсолютного нуля температуры, мы должны отнять у нашей нейтральной системы
(наш кристалл должен быть электрически нейтральным), состоящей из одного
электрона и протона (в расчете на один нейтрон), - (2/а - 1) степеней
свободы (Freiheitsgrade). Единицу мы вычли, чтобы не учитывать вращательного
движения.
Следовательно, для температуры абсолютного нуля находим Tо = -(2/а-1)
градусов (Grade). Подставив сюда Tо = -273, находим, что а = 1/137. Это
значение в пределах ошибок находится в замечательном согласии с ранее
известным значением. Легко показать, что этот результат не зависит от выбора
структуры кристаллической решетки. Напечатано в журнале
"Naturwissenschaften", 19, No 2 (1931).
(Д. БАК - физик-теоретик, проф. Бразильского физического института в
Рио-де-Жанейро.
Г. БЕТЕ - американский физик-теоретик, проф. Корнеллского университета,
лауреат премии Энрико Ферми и медали Макса Планка. Автор многих книг по
теории ядра, широко известных советскому читателю. В. РИЦЛЕР - немецкий
физик, директор Института ядерной физики в Боннском университете,)
ЗЕМЛЯ КАК УПРАВЛЯЕМЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ
Д. Фроман
Речь на банкете, состоявшемся после конференции по физике плазмы,
организованной Американским физическим обществом в ноябре 1961 года в
Колорадо-Спрингс
Поскольку я не очень хорошо разбираюсь в физике плазмы и термоядерном
синтезе, я буду говорить не о самих этих явлениях, а об одном их
практическом применении в ближайшем будущем.
Представим себе, что нам удалось изобрести космический корабль, который
движется за счет того, что выбрасывает продукты реакций D-D и D-Т. На таком
корабле можно стартовать в космос, поймать там несколько астероидов и
отбуксировать их на Землю. (Идея, правда, не нова.) Если не очень
перегружать ракету, то можно было бы доставить на Землю 1000 тонн
астероидов, затратив всего около тонны дейтерия. Я, честно говоря, не знаю,
из какого вещества состоят астероиды. Однако вполне может оказаться, что
наполовину они состоят из никеля. Известно, что 1 фунт никеля стоит 50
центов, а 1 фунт дейтерия - около 100 долларов. Таким образом, за 1 миллион
долларов мы могли бы купить 5 тонн дейтерия и, израсходовав их, доставить на
Землю 2500 тонн никеля стоимостью в 2,5 миллиона долларов. Неплохо, правда?
Я уже было подумывал, а не организовать ли мне Американскую Компанию по
Добыче и Доставке Астероидов (АКДДА)? Оборудование этой компании будет
исключительно простым. При достаточной субсидии со стороны дяди Сэма можно
было бы основать весьма доходное дело. Если кто-либо из присутствующих с
крупным счетом в банке пожелает войти в число учредителей, пусть подойдет ко
мне после банкета.
А теперь давайте заглянем в более отдаленное будущее. Лично я вообще не
могу понять, почему астронавты мечтают попасть в межзвездное пространство. В
ракете ведь будет страшная теснота. Да и в питании им придется себя сильно
урезать. Но это еще полбеды. Главная неприятность - что астронавт в ракете
будет находиться в том же положении, что и человек, помещенный против пучка
быстрых протонов, выходящего из мощного ускорителя {посмотрите рисунок).
Очень мне жаль бедного астронавта; о его печальной участи я даже сочинил
балладу*:
- Вольный перевод с английского В. Турчина.
БАЛЛАДА ОБ АСТРОНАВТЕ
От бета-инвертора И гамма-конвертора Осталась обшивка одна.
А ионная пушка, Как пустая хлопушка, Торчит, ни на что не годна.
Все распались мезоны, Все распались нейтроны, Излучился весь видимый
свет.
По закону Кулона Разбежались протоны, На лептоны надежды нет.
Поврежденный реактор Тарахтит, словно трактор, В биокамере - гниль и
прель.
Вот сопло уж забилось, И дно прохудилось, И вакуум хлещет в щель...
Он летел к Ориону, Но поток гравитонов Пересек неожиданно путь.
Отклонившись от курса И спустив все ресурсы, Сумел он от них
ускользнуть.
Сделал крюк здоровенный, Облетел пол-Вселенной И теперь на пустом
корабле
По последней прямой Возвращался домой, Приближаясь к планете Земле.
Но борясь с тяготеньем Сверх-сверх-сверхускореньем, Он замедлил стрелки
часов.
И стрелки застыли, На Земле ж проходили Тысячи тысяч веков.
Вот родные планеты... Боже! Солнце ли это? -
Темно-красный, чуть теплый шар...
Над Землею дымится,,
Над Землею клубится Водородный, холодный пар.
Что же это такое?
Где же племя людское? - В неизвестных, далеких мирах.
Вырастают их дети
Уж на новой планете, А Земля вся в космических льдах.
Ругаясь и плача
От такой неудачи, Астронавт повернул рычаг,
И раздалось Б
И раздалось А
И раздалось X -
БАХ!
Но мне жаль и тех, кто останется на Земле. Ведь наше Солнце не вечно.
Оно когда-нибудь пожухнет, погрузив все окружающее в космический мрак и
холод. Как мне рассказывал Фред (Фред Хойл то есть)*, через пару миллиардов
лет на Земле будет так холодно, что не то что о комфорте, о самой жизни на
этой планете не может быть и речи. А следовательно, имеет явный смысл
куда-нибудь податься. Мне кажется, что для большинства из нас самым удобным
космическим кораблем все же была бы сама Земля. Поэтому если нам не
нравится, что наше светило постепенно гаснет, и вообще если все в Солнечной
системе нам надоело, зачем здесь оставаться? Давайте полетим куда-нибудь
прямо на нашей Земле. При этом все трудности, связанные с космическим
полетом, отпадут сами собой. Ведь проблемы защиты от радиации не существует,
на Земле есть атмосфера, да и скорость движения будет невелика. Безопасность
и приятность такого путешествия очевидны (посмотрите этот рисунок). Однако
хватит ли нам энергии?
* Фред Хойл - известный английский астрофизик, профессор Кембриджского
университета, автор ряда работ по теоретической астрофизике, космогонии,
теоретической гравитации и... нескольких научно-фантастических романов.
Прежде всего понадобятся тепло и свет: ведь в течение долгого времени
мы будем удалены от Солнца или какой-либо другой звезды. Дейтерий,
содержащийся в океанской воде, может дать нам 1038 эрг, следовательно, если
использовать его только для отопления и освещения, то этого хватит на три
миллиона лет - срок вполне достаточный. Правда, здесь имеется небольшая
загвоздка. При нашей скорости мы будем потреблять 3 ... 1010 фунтов дейтерия в
год, а стоимость его 100 долларов за фунт, следовательно, потребляемый
дейтерий в 100 раз превысит годовой бюджет современных воздушных сил. Но,
быть может, удастся получать дейтерий по оптовым ценам?
Однако нам понадобится еще энергия для того, чтобы оторваться от
Солнца. Расчет показывает, что на это пойдет 2,4 ... 1040 эрг, то есть гораздо
больше, чем может дать весь океанский дейтерий. Поэтому необходимо будет
изыскать другие источники энергии. Я полагаю, что для решения этой проблемы
нам придется обратиться к синтезу альфа-частицы из четырех протонов. При
использовании этой реакции все протоны мирового океана дадут нам энергию
1042 эре, то есть в сорок раз больше того, что нужно, чтобы оторваться от
Солнца.
В качестве рабочего тела можно использовать песок. Выбрасывая 1000
молекул SiCb на каждую синтезированную альфа-частицу, мы для отрыва от
Солнца должны будем истратить всего 4% массы Земли. Мне кажется, что мы
можем себе это позволить. Тем более что для такой цели не жалко будет
израсходовать Луну: ведь вдали от Солнца от нее все равно нет никакого
проку. Покинув Солнечную систему и скитаясь в космическом пространстве, мы,
вероятно, сможем время от времени еще пополнять наши запасы массы и энергии,
заправляясь на лету за счет встречающихся по дороге планет. На пути
осуществления этих планов пока стоит одно принципиальное препятствие: мы не
умеем осуществлять цепную реакцию 4р->Не4. Теперь вы видите, какая это
важная проблема. Нам нужно удвоить свои усилия для ее решения. Время не
терпит: Земля провела у Солнца уже две трети отпущенного ей срока.
Уверяю вас: в космосе нам будет отлично. Возможно, нам так понравится,
что мы даже не захотим прилепиться к новой звезде.
Напечатано в журнале "Physics Today", 15, No 7 (1962).
(Д. ФРОМАН - до 1962 г. занимал должность технического директора
Лос-аламосской лаборатории.)
ТИПОЛОГИЯ В НАУЧНОМ ИССЛЕДОВАНИИ
А. Кон и М. Брейер
Много лет тому назад Ломброзо и Кречмер расклассифицировали людей по
типам в зависимости от анатомического строения и эмоциональных особенностей
[1, 2]. Ввиду все возрастающей роли науки в современном мире и непрерывного
роста числа ученых нам представляется полезным произвести классификацию
последних по аналогичной схеме. Наша классификация, однако, носит несколько
другой характер. При ее составлении мы пользовались более современными и
достаточно полными источниками.
ОТКРЫВАТЕЛИ. Именно эти ученые "выдают" новые идеи. Их мозг всегда
готов впиться в случайную добычу. Хорошая научная подготовка позволяет им
быстро оценить важность наблюденного факта и сформулировать идею, после чего
гипотеза готова (или рабочая гипотеза во всяком случае). Затем они либо
проверяют ее экспериментально сами, либо представляют другим побеспокоиться
об этом, получая удовольствие от умозрительного решения задачи,
ЭКСПЛУАТАТОРЫ. Это исследователи с быстрой хваткой; уши и глаза их
постоянно открыты. Такого ученого редко можно застать в собственной
лаборатории, он предпочитает проводить время в обсуждениях с коллегами из
других лабораторий и институтов, особенно если эти коллеги работают над тем,
что его самого интересует. У него никогда нет недостатка в хороших идеях,
которые, хоть и родились не в его голове, превращаются, однако, в интересные
статьи, щедро пересыпанные ссылками на "частные сообщения".
ЦЕНИТЕЛЬ. Умственные способности такого человека значительно
превосходят его возможности (и желание) ставить собственные эксперименты. Он
способен оценить (и оценивает) хорошую работу, причем часто делает это
лучше, чем сам автор работы. Критический ум, сочетающийся с врожденным
непостоянством, - виной тому, что результаты каждой последующей серии
измерений существенно отличаются от всех предыдущих; это не позволяет такому
ученому опубликовать что-либо, если у него нет решительного начальника.
УЛУЧШАТЕЛЬ. Он напоминает "ценителя", но обладает несколько более
высокой производительностью. Его достижения представлены очень
немногочисленными, но превосходными статьями, основанными на экспериментах,
которые повторялись столько раз, что все неожиданные или не предсказанные
результаты удается отбросить с помощью изощренной статистической обработки.
ЧЕЛОВЕК НА УРОВНЕ. он знает все. что стоит знать. В отличие от
"эксплуататора" он проводит все свое время в библиотеке, где редко кому
удается опередить его в получении свежего номера журнала.
СОАВТОР. Этот тип в совершенстве познал искусство научной дипломатии.
Он без нажима добивается включения своего имени в списки авторов большинства
статей, публикуемых сотрудниками отдела, где он работает, причем вклад его
порой выражается лишь в решении вопроса - стоит ли употребить союз "и" в
названии статьи. Некоторые люди придерживаются мнения, что "соавтор" -это