Релятивистская квантовая теория поля

Рождается пара близнецов — Бингл и Дингл. Сразу же после рождения Дингл посылается в ракете по направлению к одной из звёзд со скоростью 0,999 с, а затем возвращается. Определите относительный возраст Бингла и Дингла в момент возвращения, приняв во внимание возможность следующего процесса: в наиболее удалённой точке своей траектории Дингл испускает виртуальный пи‑мезон, который рождает пару Вингл—Анти‑Вингл. Анти‑Вингл возвращается на Землю, где аннигилирует с Бинглом, а Дингл и Бингл счастливо доживают свой век у далёкой звезды.

7. Техника эксперимента. Опишите самый дорогой способ определения постоянной Планка.

8. Дисперсионные соотношения. Дайте объяснение явлению множественного рождения странных статей по ядерной физике, которые наблюдаются в нефизической части «Physical Review».

Покажите, что принцип причинности позволяет полностью предсказать результаты любого эксперимента, причём хорошее согласие наблюдается до тех пор, пока кто‑нибудь этот эксперимент не поставит.[80]

— • • • —

— Так я чувствую себя значительнее…

• • •

— Взгляни на этого математика, — сказал логик. — Он замечает, что первые девяносто девять чисел меньше сотни, и отсюда с помощью того, что он называет индукцией, заключает, что любые числа — меньше сотни.

— Физик верит, — сказал математик, — что 60 делится на все числа. Он замечает, что 60 делится на 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Он проверяет несколько других чисел, например, 10, 20 и 30, взятых, как он говорит, наугад. Так как 60 делился на них, то он считает экспериментальные данные достаточными.

— Да, но взгляни на инженера, — возразил физик. — Инженер подозревает, что все нечётные числа простые. Во всяком случае, 1 можно рассматривать как простое число, доказывает он. Затем идут 3, 5 и 7, все, несомненно, простые. Затем идёт 9 — досадный случай; по‑видимому, 9 не является простым числом, но 11 и 13, конечно, простые. Возвратимся к 9, — говорит он, — я заключаю, что 9 должно быть ошибкой эксперимента.

Из книги Д. Пойа. Математика и правдоподобные рассуждения, ИЛ, 1957.

• • •

Американцы выпускают машину, которая спрессовывает легковой автомобиль в куб со стороной около 3 футов. Журнал «New Scientist» предлагает использовать эти кубы для вооружения пирамид — памятников нашей славной цивилизации. На пирамидах будет выбита надпись: «Бессмертной памяти XX столетия, когда люди тратили одну половину своей жизни на превращение металла в безлошадные повозки, на которых они с бешеной скоростью мчались из ниоткуда в никуда, а вторую половину жизни — на превращение безлошадных повозок в металлические кубы, из которых сооружаются пирамиды».

Personalia

В РАЗДЕЛЕ:

Предисловие к 1‑му тому «The Journal of Jocular Physics»* • Моё посвящение* • Новая сказка о любопытном Слонёнке* • Атом, который построил Бор* • Ключ к системе ключей* • О возможности создания электростанций на угле* • К 50‑летию Рудольфа Пайерлса* • П.А.У.Л.И. и его применение*

Предисловие К 1‑му тому «The Journal of Jocular Physics»

К пятидесятилетию Нильса Бора сотрудники Института теоретической физики в Копенгагене (в котором, как правило, работает много физиков, съехавшихся со всех концов света) выпустили рукописный сборник под названием «The Journal of Jocular Physics» («Журнал шутливой физики»). Здесь мы печатаем предисловие к этому сборнику.

Слачала мы планировали выпустить к пятидесятилетию профессора Бора юбилейный научный сборник, Но была серьёзная опасность, что при таких обстоятельствах профессор Бор почувствует себя обязанным весь этот сборник прочесть, а может быть, даже попытаться в нём что‑нибудь понять, поэтому мы сочли неразумным задавать ему столь трудную задачу и решили ограничить тематику предполагаемого издания работами шуточного характера,

Это решение продиктовано и оправдано не только желанием развлечь читателя. Большое событие, отмечать которое мы готовились, явилось великолепным поводом совершить, наконец, тот шаг, который был уже подготовлен бурным развитием нашей науки и в котором давно ощущалась необходимость: организовать и легализовать довольно старую область физики — The Jocular Physics. По причинам, ещё не выясненным, она до сих пор влачила просто жалкое существование на общем фоне стремительного развития науки. В качестве первой меры мы предприняли издание этого сборника, который знаменует рождение нового периодического издания, и посвящено оно будет исключительно юмористической стороне многогранной жизни мира физиков.

Однако ошибочно было бы считать, что новый журнал призван служить просто той отдушиной, которая поможет выявить определённые черты характера (к прискорбию нашему, получившие широкое распространение даже среди зрелых учёных), лучше всего описываемые словом «инфантильность». Мы полностью отдаём себе отчёт в том, что этот «душок», несмотря на все старания его изгнать, всё же чувствуется в некоторых, наиболее слабых произведениях, вошедших в этот том. Однако доброжелательный читатель убедится в том, что мы искренне старались поддержать и сохранить тот дух исполненного надежды пессимизма и безмятежной готовности к худшему, который принёс такие богатые плоды в других областях атомной физики.

— • • • —

«Журнал шутливой физики» по‑видимому, нашёл своих читателей и понравился, так как в дальнейшем в Копенгагене было выпущено ещё несколько номеров. К шестидесятилетию и семидесятилетию Нилъса Бора были выпущены второй и третий тома.

Аналогичный журнал был выпущен к пятидесятилетию Р. Пайерлса. Назван он «The Journal of Unclear Physics», то есть «Журнал Нечистой Физики».

В нашем сборнике помещён ряд материалов из этих юбилейных журналов.

Моё посвящение

Л. Розенфельд [81]

Первым посланием, которое я получил от Бора, была телеграмма, гласившая, что Истерская конференция откладывается на два дня. В то время — это был 1929 год — я находился в Гёттингене вместе с Гайтлером. Мы изъявили желание побывать на этой знаменитой конференции и оба получили от Клейна благоприятный ответ, в который упомянутая телеграмма в последнюю минуту внесла поправку. Когда мы появились в Копенгагене, Бор сообщил нам о причине отсрочки: он должен был закончить («с любезной помощью Клейна», как он сказал) перевод одной из своих первых работ, чтобы поместить её в юбилейный сборник Копенгагенского университета. Он много рассказывал нам о древних традициях этих юбилейных сборников, а под конец добавил: «Если бы я не успел закончить, это была бы настоящая катастрофа!» Это утверждение показалось мне несколько преувеличенным. В то время я ещё не понимал, какие трагедии таит в себе внешне безобидная процедура наведения окончательного блеска на «почти готовый» текст статьи. Я не знал тогда, что мне назначено судьбой быть действующим лицом в огромном количестве таких трагедий.

Единственным извинением мне может послужить тот факт, что во всём, что касается фатальной недооценки серьёзности этого дела (дописывания статей), я ни в коей мере не являюсь исключением. Достаточно вспомнить Фарадеевские лекции. Бор появился в Лондоне перед самыми Фарадеевскими торжествами с рукописью своей лекции, о которой он говорил: «Практически закончена». Недоставало всего нескольких страниц. Бор предполагал уединиться в романтической обстановке какого‑нибудь древнего английского постоялого двора и за неделю «с любезной помощью Розенфельда» (так он объяснил мистеру Карру, секретарю химического общества) покончить с этим делом. Мистер Карр был в восторге. После напряжённого недельного труда в довольно перенаселённом и исключительно неромантическом отеле, где нам приходилось вести постоянную войну нервов с одной гневливой учительницей за монопольное право пользоваться гостиной, десять недостающих страниц действительно были написаны. Но тут нам стало ясно, что рукопись будет несравненно лучше, если к ней добавить ещё двадцать страниц. Бор буквально загорелся этой идеей, которая (как он сумел меня убедить) существенно приближала нас к окончанию работы. И он направил меня к мистеру Карру доложить об этом замечательном прогрессе в наших делах. Мне не показалось, что мистеру Карру улыбается такая перспектива. Скорее наоборот. Он даже не старался скрыть это. «А когда я попытался рассказать ему, как мы, не разгибая спины, трудились всю неделю, вид у него был — мне больно это признать — решительно недоверчивый. И я покинул его с разбитым сердцем».

Но вернёмся к встрече на копенгагенском вокзале. То, что сообщение о предотвращённой с трудом катастрофе оставило меня равнодушным, больно задело бедного Клейна. Я вспоминаю сейчас его улыбку в тот момент. Она определённо была вымученной. Но что бы там ни было, за время, прошедшее с тех пор, я искупил своё легкомыслие.

Что в облике Бора произвело на меня при первой встрече наибольшее впечатление, так это доброжелательность, которую излучало всё его существо. В нём было что‑то отеческое, и это выгодно подчёркивалось присутствием нескольких его сыновей. Сыновья Бора всегда были для меня загадкой. Когда я встретил Бора на следующее утро в институте, вокруг него опять было несколько сыновей. Уже, кажется, других. На следующий день после обеда я был потрясён, увидев около него ещё одного, нового сына. Казалось, он извлекает их из рукава, как фокусник. С течением времени, однако, я научился отличать одного сына от другого и понял, что число их конечно.

Я не знаю, с каким чувством возвращались афинские паломники после консультации с дельфийским оракулом. История об этом умалчивает. Но думаю, что их чувства были похожи на те, которые овладели мною, когда я прослушал вводный доклад Бора на конференции. Он начал с нескольких общих утверждений, целью которых, несомненно, было вызвать у каждого из присутствующих ощущение, что у него из‑под ног внезапно выбили опору (это исключительно повышает остроту восприятия и настраивает на «дополнительный» образ мышления). С лёгкостью добившись этой предварительной цели, он поспешно перешёл к главному предмету своего выступления и потряс нас всех (кроме Паули) ненаблюдаемостью электронного спина. Мы с Гайтлером провели всю вторую половину дня, пытаясь постичь скрытую мудрость по каракулям в наших записных книжках. К вечеру мы почувствовали необходимость подкрепиться и вышли на улицу. Гайтлер, посещавший Копенгаген и до этого, был очень любезен, помогая преодолевать те мелкие затруднения, которые то и дело возникали при повседневном общении с датчанами. Когда я пожелал горячего шоколада и довёл об этом до сведения официанта, сказав ему по‑немецки «Шоколад», Гайтлер мгновенно перевёл, произнеся на чистейшем датском языке «Шьоколад!» Таким образом мы избежали недоразумения, и мои познания датского, находившиеся в эмбриональном состоянии, существенно продвинулись вперёд.

Следующий вечер мы провели в кино вместе с некоторыми другими участниками конференции. Кинотеатры всегда были заведениями, педагогическую ценность которых для молодых физиков‑теоретиков трудно переоценить. Так было и в этот раз. Именно там Казимир начал свои известные расчёты магнитного поля электронов, которое действует на ядро. Ему пришлось работать в исключительно трудных условиях. Как только начиналась очередная часть картины, свет выключался, и бедняга Казимир должен был ждать, пока влюблённые преодолевают очередную трудность на пути к соединению, а потом снова принимался за вычисления. Он не терял ни секунды, и вспыхнувший свет каждый раз заставал его склонённым над клочком бумаги, который он лихорадочно покрывал запутанными формулами.

В отчаянной ситуации он делал всё, что мог, и это было воодушевляющее зрелище.

Последний день Копенгагенской конференции был для меня высшей точкой. Всё произошло довольно неожиданно. На утренней сессии один из наиболее видных гостей стал развивать свои взгляды на очень острый и спорный вопрос о «пропасти» между системой и наблюдателем, и эти взгляды показались мне ошибочными. Бор, однако, возражал (как мне показалось) очень мягко, и в его несколько смущённой речи слова «очень интересно» повторялись постоянно. Я был этим очень обеспокоен, тем более что элита в первом ряду, казалось, воспринимала это как должное. Поэтому я осмелился изложить свои сомнения непосредственно Бору и начал с осторожного утверждения, что взгляды выступавшего кажутся мне недостаточно обоснованными. «О, — сказал Бор быстро, — всё это абсолютная чепуха!» И я понял, что был введён в заблуждение просто терминологией.

После этого он привёл меня в небольшую комнату, посреди которой стоял довольно длинный стол. Поставив меня около стола, Бор начал довольно быстрыми шагами описывать вокруг него эллипс с большим эксцентриситетом, причём место, на котором я стоял, было одним из фокусов. На ходу он говорил низким мягким голосом, излагая основы своей философии. Он ходил, склонив голову и нахмурив брови, изредка поглядывая на меня и как бы подчёркивая жестом важные места. Слова и фразы, которые я и раньше читал в его работах, внезапно ожили и наполнились значением. Эта было одно из тех мгновений, которые не часто встречаются в человеческой жизни, открытие целого нового мира блестящих мыслей, настоящее посвящение.

Общеизвестно, что ни одно из посвящений не проходит без того, чтобы новичка не подвергали какому‑либо болезненному испытанию, В негритянских общинах Центральной Африки, например, церемония посвящения заключается в сложной последовательности очень суровых испытаний, включая жестокие пытки. В этом отношении у меня тоже всё было в порядке. Поскольку я напрягал свой слух до предела, стараясь не пропустить ни одного слова учителя, то постепенно оказался вовлечённым в то же орбитальное движение и с тем же периодом, что и Бор. Истинный смысл этой церемонии открылся мне лишь тогда, когда Бор кончил, подчеркнув, что человек не способен понять принцип дополнительности, если его предварительно не довести до полного головокружения. Услышав это, я всё понял, мне оставалось только с признательностью и восхищением поблагодарить его за столь трогательную заботу.

— • • • —