Читать книгу Антиподы. Альберт Эйнштейн и другие люди в контексте физики и истории - Евгений Беркович - Страница 5

Как и его кумир Адольф Гитлер, Филипп Ленард вырос не в Германии, а в Австро-Венгерской империи. Только фюрер немецкого народа родился в австрийском Браунау, а второй немецкий нобелевский лауреат по физике – в городе Прессбурге, входившем в состав Венгерского королевства.

Прессбург в середине XIX века. Картина художника Рудольфа фон Альта (1812–1905)

Отец будущего физика владел в этом городе – ныне это столица Словакии Братислава – винным магазином. Филипп родился 7 июня 1862 года. О своем взрослении Ленард подробно рассказал в автобиографии, которую он многозначительно назвал «Воспоминания естествоиспытателя, жившего во времена Кайзеровского рейха, еврейского господства и Гитлера». Под «еврейским господством» здесь имеется в виду Веймарская республика. Объемная рукопись, готовившаяся в 1931–1943 годах, при жизни автора опубликована не была. Она увидела свет только в наши дни [Schirrmacher, 2010].

Как обычно, отец хотел, чтобы сын продолжил семейное дело, но мальчик не проявлял к торговле вином никакого интереса. После окончания венгерской школы Филипп несколько лет метался между сыновним долгом и желанием стать ученым. То он работал в магазине отца, то изучал естествознание и химию в политехническом институте Вены и в университете Будапешта. Результатами обучения Ленард остался недоволен – почти все, что рассказывали на лекциях, он уже знал из прочитанных в школе книг.

Роберт Бунзен, Густав Кирхгоф

Наконец, когда ему исполнился двадцать один год, окончательное решение было принято: Ленард едет в Германию, чтобы получить достойное образование. Отец смирился с тем, что его сын не создан для торговли. С 1883 по 1886 годы Филипп изучает физику и химию в Гейдельбергском университете.

Лекции по химии читал знаменитый профессор Роберт Бунзен[9] (помните из школьного курса химии «горелку Бунзена»?), внедривший в науку вместе со своим другом физиком Густавом Кирхгофом[10] (помните знаменитые «законы Кирхгофа»?) методы спектрального анализа (1859 г.).

Совместная работа физика Кирхгоффа и химика Бунзена позволила добиться выдающегося результата: по крупинке вещества ничтожной массы в доли миллиграмма можно было точно определить, какие элементы присутствуют в этом образце, и в каком процентном отношении. Более того, изучая свет от Солнца и других небесных объектов, можно было установить их химический состав.

О философском значении этого достижения говорит такой забавный факт. Умерший за два года до открытия Кирхгоффа и Бунзена философ Огюст Конт утверждал в духе предложенного им нового подхода к науке – позитивизма, – что не нужно заниматься заведомо нерешаемыми проблемами, и в качестве примера привел как раз задачу определения химического состава далеких звезд. Как был бы удивлен Огюст Конт, если бы узнал, что в 1868 году по результатам исследования солнечного спектра был открыт новый химический элемент, названный впоследствии «гелием».

Филиппу Ленарду, безусловно, повезло, что он попал к таким учителям. У Бунзена учились молодые люди из разных стран, в том числе и из России. Некоторые из его учеников стали классиками: Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев, А. Г. Столетов…

Огюст Конт

Как было принято в то время, Филипп не ограничился занятиями в одном университете, два семестра он провел в Берлине, где слушал лекции самого Гельмгольца. Завершилось университетское образование Ленарда защитой докторской диссертации в Гейдельберге под руководством профессора Квинке.[11] Эта фамилия известна современному читателю, скорее всего, благодаря младшему брату профессора – Генриху, талантливому врачу, чьим именем назван «отёк Квинке», знакомый многим аллергикам.

Георг Герман Квинке

После защиты диссертации нужно было найти место работы, которое бы не просто обеспечивало сносную жизнь, но и предоставляло условия для проведения физических экспериментов, без которых Ленард уже не мог обойтись. Найти подходящую лабораторию оказалось непросто. Полгода он провел в Будапеште, где требуемых условий для физических опытов практически не было. К счастью, освободилось место ассистента в Гейдельберге, и профессор Квинке пригласил своего бывшего ученика к себе.

Филипп с радостью согласился и проработал в этой должности три года – с 1886 по 1889. Вот как вспоминал Ленард об этом времени:

«Это были счастливые годы, наполненные успешной работой, для которой вспомогательные материалы всегда находились. Время шло, и мне хотелось получить больше самостоятельности, но в Германии, похоже, это было невозможно. Так как я уже имел опыт переселения в другую страну – из Венгрии в Германию – и при этом нашел окружение, которое мне гораздо лучше подходило, чем на родине, я решился еще на одну эмиграцию: в Англию» [Schirrmacher, 2010 S. 50].

На этот раз переселение оказалось неудачным, Англия разочаровала начинающего ученого. В воспоминаниях, написанных во времена Третьего рейха, Ленард подчеркивает: «Англия уже была в те времена весьма существенно объевреена, чего я тогда еще отчетливо себе не представлял» [Schirrmacher, 2010 S. 51]. Трудностей с английским языком у Филиппа не было, но британские физики, по его словам, встретили немецкого коллегу недружелюбно. Он объясняет это искусственно подогреваемой враждебностью к иностранцам, которая пришла на смену былому товариществу ученых разных стран. Как бы то ни было, неприязненное чувство к англичанам Ленард сохранил на всю жизнь.

Здание физического института гейдельбергского университета

Через полгода Ленард вернулся в Германию, и поиски работы продолжились. Какое-то время он поработал ассистентом в университете Бреслау (ныне это польский город Вроцлав), а затем на четыре года (1891–1894) осел в Боннском университете, где физикой заведовал легендарный Генрих Герц,[12] прославившийся открытием радиоволн.

Генрих Герц

Время работы с профессором Герцем Ленард относит к счастливым периодам своей научной карьеры. В Бонне Филипп защитил вторую докторскую диссертацию и получил звание приват-доцента, давшее право читать лекции в университетах. Под руководством Герца начались первые эксперименты с катодными лучами.

То, что Генрих Герц – еврей, нисколько не смущало тогда Ленарда. Он относился к профессору с глубоким уважением. Когда в 1894 году Герц неожиданно скончался, Ленард надолго прервал собственные эксперименты, чтобы подготовить к изданию последнюю книгу своего шефа.

Лео Кёнигсбергер

В чём-чём, а в антисемитизме на том этапе Ленарда упрекнуть было нельзя. В это трудно поверить, зная публичные заявление отца «арийской физики» во времена Третьего рейха, но факты однозначно свидетельствуют: никакого предубеждения к евреям он не показывал.

Тепло вспоминал Ленард математика из Гейдельберга Лео Кёнигсбергера,[13] чьи лекции он слушал студентом.

Профессор Кёнигсбергер был рецензентом докторской диссертации Ленарда. Как пишет сам Филипп в воспоминаниях, «он стал моим большим покровителем, единственным из влиятельных старых профессоров Германии, который стоял на моей стороне до тех пор, пока я в этом нуждался. Он был чистокровным евреем» [Schirrmacher, 2010 S. 143].

В годы Третьего рейха, когда автору «арийской физики» нужно было примирить свои добрые чувства к профессору Кёнигсбергеру и обязательную ненависть к евреям, он нашел выход. Согласно объяснению Ленарда, его покровитель жил в то время, когда недавним выходцам из гетто еще нужно было завоевать достойное место среди немцев. Поэтому евреи тщательно прятали все свои национальные черты, стараясь ничем не отличаться от остальных граждан. После того, как желаемое положение в обществе было достигнуто, маскироваться под немцев стало излишне, и отвратительные национальные еврейские черты стали бросаться в глаза.

Но к этому «открытию» Ленард пришел лишь под старость. А в молодые годы единственное, что действительно его раздражало – это необходимость прерывать свою работу в лаборатории ради других дел. Когда книга Герца была подготовлена к печати, пришло приглашение занять должность экстраординарного профессора в Бреслау. В этом университете он немного поработал в 1890 году и знал, что условий для продуктивных занятий экспериментальной физикой там нет. Однако по совету друзей не стал отказываться от назначения, ибо предложил его на новую должность сам всемогущий Фридрих Альтхофф,[14] директор департамента науки и высшего образования Прусского министерства культуры [Беркович, 2008]. Ссора с таким чиновником могла стоить ученому карьеры – именно Альтхофф выбирал из предложенных университетами кандидатур того, кто будет назначен на вакантную должность. Да и звание профессора, пусть и экстраординарного, было заманчивым для начинающего приват-доцента.

Фридрих Альтхофф

Однако через год Ленард понял, что зря согласился на новое назначение. Работа над катодными лучами не продвинулась ни на шаг, ему никак не удавалось наладить нормальную работу лаборатории: то не хватало нужных приборов, то не было под рукой необходимых реактивов. Поэтому когда в Техническом институте Ахена освободилось место ассистента, Филипп ни минуты не колебался и ради продолжения экспериментов пожертвовал престижным местом профессора и спустился по карьерной лестнице на ступеньку ниже: снова стал ассистентом.

Такой радикальный шаг весьма необычен и ярко характеризует молодого Ленарда, для которого наука всегда имела приоритет перед карьерой. В поиске истины он был готов отказаться от помощников, положенных профессору, и самому выполнить всю кропотливую работу экспериментатора.

Лаборатория Рентгена с трубкой Ленарда

В Ахене Ленард узнал ошеломившую его новость об открытии рентгеновских лучей. Филипп был уверен, что если бы не вынужденные перерывы в работе, он бы сам непременно сделал это открытие. Даже через треть века боль потери не утихла в нем, он вспоминал: «Каждое утро, просыпаясь, я не мог поверить, что это в действительности произошло, и я стал понимать чувства матери, у которой забрали ребенка еще до того, как она его увидела» [Schirrmacher, 2010 стр. 52].

Впоследствии Ленард не раз называл Рентгена только повитухой, а себя – истинной матерью открытия. И больше всего поражала Филиппа человеческая неблагодарность: имя Ленарда было вскользь упомянуто в первом сообщении об открытии «Х-лучей» как автора одного из приборов, с помощью которых можно наблюдать новое излучение. И до конца своих дней Рентген не нашел случая что-либо к этому добавить, хотя разрядная трубка, на которой он ставил свои опыты по исследованию нового излучения, была изготовлена собственноручно Ленардом и подарена им «другу Вильгельму».

Горечь обиды утоляла только работа. Ленард ставил все новые и новые эксперименты с катодными лучами, публиковал и другие результаты.

Хотя сам Ленард считал, что коллеги в Германии, в отличие от зарубежных ученых, не ценят его в должной мере, авторитет скромного ассистента из Ахена рос от публикации к публикации. И в 1897 году Филиппа снова пригласили стать экстраординарным профессором, на этот раз в университет Гейдельберга. Именно в это время его лекции слушала Милена Марич, делившаяся своими впечатлениями с будущим создателем теории относительности.

Перед тем, как переехать из Ахена в Гейдельберг, Ленард в качестве почетного гостя Британской ассоциации содействия прогрессу в науке («British Association for the Advancement of Science») посетил конференцию в Ливерпуле. Здесь он показал коллегам свои опыты и выступил с докладом о катодных лучах. Сообщение вызвало оживленную дискуссию, английские коллеги сравнивали Ленарда с Колумбом, открывшим Америку [Schirrmacher, 2010 стр. 176].

Председателем секции, на которой выступал Ленард, был недавно назначенный директор Кавендишской лаборатории в Кембридже Дж. Дж. Томсон. Как уже упоминалось, он внимательно следил за опытами и высказываниями Ленарда и через год опубликовал доказательства того, что катодные лучи есть поток отрицательно заряженных крохотных частиц, получивших название «электроны». Масса электрона оказалась много меньше, чем масса атома.

Ленард на всю жизнь сохранил ощущение, что еще одно фундаментальное открытие «уплыло» из его рук. Если бы не потерянное время в Бреслау, он бы и сам мог открыть эту элементарную частицу.

Дж. Дж. Томсон в лаборатории

В Гейдельберге Ленард преподавал недолго – уже в 1898 году его призвали в Кильский университет на должность полного профессора. Полный, или ординарный, профессор – высшая ступенька в карьерной лестнице немецкого ученого и преподавателя, гарантия пожизненной материальной независимости и научной свободы. В Киле Ленарду достался старый физический институт, по его словам, ничем не лучше того, что был в Бреслау. Но теперь Филипп обладал другими возможностями, и ему удалось на базе старого построить вполне современный исследовательский центр, где можно было проводить самые изощренные эксперименты. В частности, Ленард в 1899 году осуществил серию опытов по фотоэффекту. Это явление мы уже упоминали, оно состоит в том, что из освещаемого светом катода могут вылетать электроны, образуя нечто похожее на катодные лучи. Ленард давно ими занимался, поэтому и к фотоэффекту смог приложить свой богатый опыт и получить новые результаты. О них он с гордостью писал в своих воспоминаниях: «несмотря на длившиеся годами задержки моей работы, никто не пришел к этим результатам раньше меня» [Schirrmacher, 2010 стр. 191].

Отчет о проведенных экспериментах под названием «Создание катодных лучей с помощью ультрафиолетового света» Ленард опубликовал не в привычных «Анналах физики», а в «Отчетах о заседаниях Венской академии наук» в октябре 1899 года [Lenard, 1899]. Это был жест благодарности за то, что Венская академия незадолго до того наградила его престижной премией имени Баумгартена. Оттиски этой статьи автор послал нескольких своим коллегам, в том числе и Дж. Дж. Томсону в Кембридж.

Через год журнал «Анналы физики» все же перепечатал статью Ленарда [Lenard, 1900 S. 359–375], и каково же было удивление ученого, когда в работе Томсона о катодных лучах и электронах, написанной в 1903 году, он увидел ссылку на свою более позднюю публикацию, а не на первую, венскую. Эта, казалось бы, мелочь была, тем не менее, очень важна для установления приоритета: Томсон сам опубликовал аналогичные результаты до публикации Ленарда в «Анналах», но после публикации в венских «Отчетах». У читателя книги Томсона могло сложиться убеждение, что приоритет в открытии принадлежит автору книги, а не немецкому физику. И многие коллеги Ленарда разделяли это мнение, что, естественно, выводило Филиппа из себя.

Дж. Дж. Томсон начинал как математик, но потом целиком отдал себя физике. Он занимался и теорией, и экспериментом и показал себя талантливым ученым в разных областях. Его сын, тоже нобелевский лауреат по физике, отмечал, однако, и человеческие слабости отца:

«У него было много идей, значительная часть которых оказались ложными. В экспериментах его не интересовали точность и тщательность, ему часто было достаточно лишь качественного результата. Дж. Дж. хотел всегда в любой области быть первым и презирал людей, которые претендовали на то, чтобы о каком-то предмете сказать последнее слово» [Thomson, 1965 S. 169–170].

Эти человеческие недостатки Ленард считал общими, во-первых, для всех англичан и, во-вторых, для всех физиков-теоретиков.

В математических выкладках, которыми оперировал Томсон, Ленард не был силен. Его коньком считались эксперименты, и здесь он добивался предельной убедительности, чего, по его мнению, не хватало работам Дж. Дж. и других английских коллег. Он даже ввел термин «английский стиль» для публикаций, сделанных на основе непроверенных и неполных данных. Сам Ленард всегда отдавал предпочтение точности, надежности и обоснованности опытных данных. Он был готов в десятый и в сотый раз тщательно повторять эксперимент, пока не становился абсолютно уверенным в его результатах.

То, что многие коллеги считали эксперимент ниже теории, просто бесило классического физика-экспериментатора. Он не понимал, что времена меняются, и в новой физике отношения теории и эксперимента становятся совсем не теми, что были в девятнадцатом веке.

Эйнштейновский «год чудес», т. е. 1905 год, и для сорокатрехлетнего Ленарда выдался удачным: его достижения получили мировое признание, он вторым из немецких ученых стал Нобелевским лауреатом по физике – за исследование катодных лучей. Даже это радостное событие не смягчило горечь обиды, и он потом не раз сетовал на моральную нечистоплотность английского ученого.

Тем не менее, в следующем, 1906 году Дж. Дж. Томсон тоже был удостоен Нобелевской премии по физике за открытие электрона.