Как работает физик‑теоретик
В. Березинский
Я всегда думал, хотя и опасался высказывать эти мысли вслух, что теоретик не играет никакой роли для физики. При теоретиках это говорить опасно. Они убеждены, что эксперименты нужны только для того, чтобы проверять результаты их теоретических выводов, хотя на самом деле всё обстоит как раз наоборот: законы устанавливаются экспериментально, а теоретики их только потом объясняют.
А объяснить, как известно, они могут любой результат.
Однажды мы закончили важный эксперимент по определению соотношения между двумя физическими величинами AиB. Я бросился к телефону и позвонил знакомому теоретику, который занимался тем же вопросом.
— Володя! Закончили! Aоказалось большеB!
— Это совершенно понятно. Вы могли и не делать вашего опыта. AбольшеBпо следующим причинам…
— Да нет! Я разве сказал: AбольшеB? Я оговорился —BбольшеA!
— Тогда это тем более понятно. Это вот почему…117
Теоретиками обычно становятся неудачники‑экспериментаторы. Ещё студентами они замечают, что стоит им просто на пять‑десять минут остановиться около любого прибора — и его можно даже не проверять, а прямо нести на свалку. Это преследует их всю жизнь. Однажды после семинара известный немецкий теоретик Зоммерфельд сказал своим слушателям: «А теперь посмотрим, как действует прибор, построенный на разобранном нами принципе». Теоретики гуськом просочились за Зоммерфельдом в лабораторию, поснимали очки и понимающе уставились на прибор. Слегка побледневший Зоммерфельд торжественно включил рубильник… Прибор сгорел.
В работе всех теоретиков есть одна общая черта — они работают по‑разному. Не подумайте, что я хочу сказать что‑нибудь хорошее об их работе. У меня этого и в мыслях нет. Теоретики классической физики работали допотопными методами. Они начинали работу сначала стайками, потом в одиночку разбредались по переулкам и тропинкам и подолгу глазели на всё, что попадалось на глаза: чирикал воробышек — смотрели на воробышка, плеснула рыбка в реке — ложились на живот и следили за рыбкой. Такой способ им был очень по душе, потому что все теоретики страшные бездельники, но тщательно скрывают это. Назовись теоретиком, и ничегонеделание становится напряжённым обдумыванием темы. Но вы думаете, что это на самом деле так? Вы верите, например, что Ньютон специально сидел под деревом и ждал, когда на него упадёт яблоко, чтобы открыть закон всемирного тяготения? Ничего подобного! Он просто отлынивал от работы. И я уже не говорю, что это по крайней мере непорядочно — открыть закон благодаря яблоку, а всю заслугу приписать себе.
Но в наши дни такой метод работы признан безнадёжно устаревшим. Теперь теоретики предпочитают начинать работу с конца. И началось это с Эйнштейна.
В конце XIX века американский физик Майкельсон экспериментально (заметьте, экспериментально!) установил, что луч света нельзя догнать. С какой бы скоростью вы ни бежали вслед за лучом, он всегда уходит от вас со скоростью 300 тысяч километров в секунду.
Засучив рукава, теоретик‑классик принялся за работу: поставил мягкое кресло под ночным небом и устремил немигающий взор на блистающие звёзды. Но сколько он ни смотрел, путного объяснения опыту Майкельсона дать не мог. А Эйнштейн начал с конца: предположил, что свет обладает таким свойством, и всё тут. Теоретики подумали немного — одни десять, другие двадцать лет, кто сколько мог, — и сказали: «Гениально!»
Как бы то ни было, теперь вы видите, что в основе теоретической работы лежат ясные, упрямые и понятные экспериментальные факты. Уже в середине работы теоретик основательно запутывает и затемняет их всяческими рассуждениями и математическими формулами, а к концу он может свободно выуживать из этого моря математики те выводы, которые он собирался получить с самого начала. Лучше всего, если эти выводы нельзя проверить экспериментально.
Вообще теоретики очень любят рассматривать принципиально ненаблюдаемые эффекты. Например, Дирак предположил, что существует сплошное море электронов с отрицательной энергией, которое нельзя заметить. Но если выудить из этого моря один электрон, то на его месте окажется дырка, которую мы принимаем за положительно заряженный электрон — позитрон.
Салам рассказывает, что подобные идеи не удивительны для Дирака. Он передаёт историю, которую до сих пор рассказывают в Кембридже. Дирак, будучи ещё студентом, участвовал в математическом конкурсе, где в числе других была и такая задача. Подлинного её текста у меня нет под рукой, поэтому я излагаю её своими словами.
Три рыбака ловили рыбу на уединённом острове. Рыбка бодро глотала наживку, рыбаки увлеклись и не заметили, что пришла ночь и спрятала под своим покровом гору наловленной рыбы. Пришлось заночевать на острове. Двое рыбаков быстро заснули, каждый прикорнув под своей лодкой, а третий, немного подумав, понял, что у него бессонница, и решил уехать домой. Своих товарищей он не стал будить, а разделил всю рыбу на три части. Но при этом одна рыба оказалась лишней. Недолго думая, он швырнул её в воду, забрал свою часть и уехал домой.
Среди ночи проснулся второй рыбак. Он не знал, что первый рыбак уже уехал, и тоже поделил всю рыбу на три равные части, и, конечно, одна рыба оказалась лишней. Оригинальностью и этот рыбак не отличался — закинул он её подальше от берега и со своей долей поплёлся к лодке. Третий рыбак проснулся под утро. Не умывшись и не заметив, что его товарищей уже нет, он побежал делить рыбу. Разделил её на три равные части, выбросил одну лишнюю рыбу в воду, забрал свою долю и был таков.
В задаче спрашивалось, какое наименьшее количество рыб могло быть у рыбаков.
Дирак предложил такое решение: рыб было (—2). После того как первый рыбак совершил антиобщественный поступок, швырнув одну рыбу в воду, их стало (—2) — 1 = —3. Потом он ушёл, унося под мышкой (—1) рыбу. Рыб стало (—3) — (—1) = —2. Второй и третий рыбаки просто повторили нехороший поступок их товарища. (Типичный пример чисто‑еврейской арифметики для засирания мозгов: в реку он видите ли выбрасывает +1 рыбу, а домой как‑будто тащит ‑1. А все вокруг тупые…)
Я мог бы ещё долго рассказывать о теоретиках и их работе, но тороплюсь. Мне сказали, что один теоретик пишет рассказ под названием «Как работает физик‑экспериментатор». Там‑то всё, конечно, будет поставлено с ног на голову. Мол, все законы теоретики предсказывали, а экспериментаторы только подтверждали, ну и многое другое. Поэтому спешу закончить. Вот не знаю только, как подписаться. Свою фамилию? Нет уж, оставьте! Как я потом работать буду: ни с одним теоретиком не посоветуешься. Подпишусь так:
Доброжелатель‑экспериментатор118
- Юрий Конобеев, Виталий Павлинчук, Николай Работнов, Владимир Турчин
- К читателям
- От составителей (Вместо предисловия)
- Почти всерьёз в разделе:
- Физика как наука и искусство Из выступления на собрании посвящённом 20‑летию со дня основания Американского института физики
- — • • • —
- Прошлое и будущее теории поля в теоретической модели, основанной на экспериментальных наблюдениях, достоверных с точностью до одного стандартного отклонения.
- — • • • —
- Как мы измеряли реактивность
- — • • • —
- Частицы и физики
- — • • • —
- К квантовой теории абсолютного нуля температуры
- — • • • —
- Движение нижней челюсти у крупного рогатого скота в процессе пережёвывания пищи
- — • • • —
- — • • • —
- Земля как управляемый космический корабль Речь на банкете, состоявшемся после конференции по физике плазмы, организованной Американским физическим обществом в ноябре 1961 года в Колорадо‑Спрингс
- Баллада об астронавте
- — • • • —
- Раскрась сам Пособие по физике высоких энергий
- Послеобеденные замечания о природе нейтрона Речь при закрытии Антверпенской конференции 1965 г.
- — • • • —
- Анализ современной музыки с использованием волновых функций гармонического осциллятора
- Полезные советы в разделе:
- Как писать научные статьи
- Введение
- Некоторые соображения о мотивах, побуждающих к написанию статьи
- Советы по оформлению рукописей
- — • • • —
- — • • • —
- — • • • —
- Приготовление кофе в научно‑исследовательских учреждениях
- — • • • —
- Как выступать на заседании американского физического общества
- — • • • —
- Советы университетским профессорам
- Антистандартизация (Творческое изобретательство)
- Комиссии
- Умение приспосабливаться к обстановке
- Техника обслуживания
- Каналы информации
- — • • • —
- Советы экзаменатору
- — • • • —
- Математизация
- Что такое математизация?
- Типографские фокусы
- Стратегия секретных символов
- «Следовательно»
- Инструкции для авторов
- Оформление рукописи
- — • • • —
- Инструкция для читателя научных статей
- Введение
- Описание экспериментальной методики
- Изложение результатов
- Обсуждение результатов
- Благодарности
- — • • • —
- Административная физика в разделе:
- Как Ньютон открыл закон всемирного тяготения
- — • • • —
- Принципы научного администрирования
- — • • • —
- Прогресс в управлении наукой Обозреватель.
- — • • • —
- Эффект Чизхолма
- — • • • —
- Среднее время, которое учёный отдаёт работе
- — • • • —
- Закон Мэрфи
- О пользе безделья
- Пять принципов
- — • • • —
- О стандартизации статей
- 1. Стандарт тн/п1
- 2. Стандарт ф/т 3
- Доклад специальной комиссии
- — • • • —
- Отчёты, которые я читал … и, возможно, писал
- 1. Загадочный отчёт
- 2. Отчёт типа «Повторите, пожалуйста, ещё раз»
- 3. Отчёт типа «Пропала мысль»
- 4. Маскирующие отчёты
- — • • • —
- Основные закономерности научной работы
- Исповедь инженера‑акустика
- — • • • —
- О профессиональных предубеждениях
- — • • • —
- Типология в научном исследовании
- Перечень типовых экзаменационных вопросов для аспирантов‑физиков
- 6. Релятивистская квантовая теория поля.
- — • • • —
- 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 (Длинное письмо в редакцию)
- — • • • —
- Введение в теорию s—матрицы рассматриваемую главным образом с точки зрения приложений к описанию жизни физиков и прежде всего учитывающую характерные для таких систем статистические закономерности.
- — • • • —
- О возможности создания электростанций на угле
- К 50‑летию Рудольфа Пайерлса
- — • • • —
- П.А.У.Л.И. И его применение (Получено в июле 1932 года, частично рассекречено в июле 1951 года)
- Шутят не только физики в разделе:
- Закон Паркинсона в научных исследованиях
- — • • • —
- Как машина с машиной
- Учёный язык
- — • • • —
- О существе математических доказательств
- — • • • —
- Пример:
- § 2. Методы теоретической физики
- § 3. Методы экспериментальной физики
- — • • • —
- Сага о новом гормоне
- О вреде огурцов (Упражнение в сравнительной логике и математической статистике)
- — • • • —
- Проникновение мегамолекулярных организмов через стеклянные и металлические фильтры
- — • • • —
- Б. Подбор оппонентов
- В. Защита диссертации
- — • • • —
- Чем заняты физики?
- Квантовая теория танца Речь, произнесённая на вечере в Ленинградском физико‑техническом институте
- — • • • —
- Застольная физическая (мифИческая)
- «Гинус» даёт советы Умейте быть докладчиком!
- Умейте слушать!
- — • • • —
- Где проводить совещания
- — • • • —
- Как работает физик‑теоретик
- — • • • —
- Умейте выступать!
- Литературно‑физические пародии Пародия на газетную статью о науке
- Микромир среди лесов
- Вакуумный прибор
- Архитектурные ритмы
- Из топи веков
- Страх и ужас, или кому татор, а кому лятор
- Ковариантность и любовь
- — • • • —
- О том, как писать об учёных вообще и о молодых физиках в частности
- Возраст, внешний вид и повадки
- Досуг. Широта интересов
- Фразеология
- Выражение восторга по поводу открытия, и как оно делается
- — • • • —