5 сантиметра.
Достаточно умножить этот результат на квадрат скорости света и разделить на гравитационную постоянную, чтобы вернуться к привычной нам массе Солнца, равной 21033 граммам.
Сходным образом секунды переводятся в сантиметры и наоборот.
Наверное, школьникам будущего все эти взаимопревращения граммов, сантиметров и секунд будут казаться не более удивительными, чем нам взаимопереход, скажем, тепловой и механической энергии. Все мы проходили в школе, что джоуль — единица энергии и работы в Международной системе единиц — равен не только работе силы один ньютон при перемещении ею тела на расстояние один метр, но и 0,2388 калорий, а в калориях измеряется, как известно, количество теплоты.
Всякий великий человек
Канадский исследователь Ганс Селье, биолог и медик, делит ученых на «открывателей проблем» и «решателей проблем». Аристотель, Ньютон и Эйнштейн соединяли в себе качества, присущие тем и другим.
Всякий великий человек является единственным в своем роде. В историческом шествии ученых у каждого из них своя определенная задача и свое определенное место.
Двадцатипятилетний Альберт Эйнштейн в 1905 году опубликовал четыре работы. Одна из них заключала в себе специальную теорию относительности. Другая была посвящена фотоэффекту, касалась законов излучения света. Третья дала возможность определить величину атомов. Четвертая объясняла броуновское движение.
Любой из четырех статей было достаточно, чтобы обессмертить имя автора. А Нобелевскую премию он получил отнюдь не за самую значительную из них.
Но если работы 1905 года при всем их значении и при всем их новаторстве были посвящены темам, связанным с главными в то время направлениями научного поиска, если здесь у Эйнштейна были близкие предшественники, то самый важный плод его научной мысли — общая теория относительности, она же — теория гравитации, создавалась тогда, когда проблема тяготения отнюдь не была модна в научном мире. Что греха таить! Сами физики пишут о том, что каждое время знает свои модные темы исследований. Так вот, после двухсотпятидесятилетних попыток найти «причину тяготения» поиски ее почти вышли из моды.
Научные моды, конечно, не случайны. Ищут там, где больше шансов найти. Правда, иногда потерянную вещь пытаются отыскать под фонарем, поскольку там светло. Тот, кто ищет в темноте, ощупью, многим рискует — хотя бы тем, что может зря потерять годы и десятилетия. Сам Эйнштейн, возможно, узнал в дальнейшем горечь такой потери — так во всяком случае может показаться со стороны. Большую часть своей жизни он отдал работе над единой теорией поля. И после триумфов специальной и общей теории относительности встречал весьма скептическое отношение ученых — тех самых ученых, которые преклонялись перед творцом геометродинамики и восхищались его качествами ученого и человека. В последнее время, однако, интерес к этим работам Эйнштейна резко возрос. Но только в последнее время.
…Когда-нибудь на земле будет поставлен памятник Неизвестному исследователю. Ведь только о сотнях из ученых мы можем прочесть, только десятки имен запомнить на всю жизнь.
А современная наука держится не только на плечах титанов. Да и титанов в истории слишком много для ограниченной памяти отдельного человека.
Тем больше оказываются ценимы великие люди, сделавшие столько, что не запомнить их нельзя. Они становятся не просто легендарными, их имена превращаются в символы. Аристотелю, Ньютону и Эйнштейну приписывают изречения, принадлежащие фигурам менее заметным, афоризмы, авторы которых забыты, даже анекдотические происшествия, случившиеся с другими. (Вольтер, кажется, сказал, что анекдоты — колоски на поле истории, которые остаются, когда урожай уже собран.)
От этого великаны не становятся более великими — куда уж больше, — но это, видимо, нужно человечеству хотя бы для того, чтобы сохранить в своей памяти такие афоризмы, изречения и анекдоты.
Уважение к памяти гигантов не должно заставить нас забыть о тех, кто работал для них, рядом с ними, после них. Будем помнить: каждый из запомнившихся всему человечеству ученых олицетворяет собой всех, кто жил для науки в одну с ним эпоху.
Мы знаем по воспоминаниям множество личных привычек, деталей быта, характерных для Эйнштейна, но его имя для нас наиболее полно представляет новую физику, как имя Ньютона — физику его эпохи. Может быть, случайность, что это случилось с именем Эйнштейна, а не Бора или Резерфорда. Вечный ли интерес человечества к проблемам пространства и времени сыграл свою роль, обаяние ли поразительной верности себе, однако случайность, не будем забывать, есть проявление необходимости.
Проверка в бою
Эту главу надо бы, наверное, начать с похвальных слов эксперименту. На чем, как не на эксперименте (и наблюдениях), держится здание физической теории. Эксперимент подтверждает гипотезы и опровергает их, поддерживает юные теории и с грохотом разрушает обжитые дворцы старых. Он — свидетель, он — судья, он — прокурор в том судебном процессе, который ведет природа против науки. И он же — адвокат, защитник, только адвокат щепетильно беспристрастный, которому словно бы все равно, что будет с подзащитной теорией.
Ученые говорят еще, что хорошо поставленный принципиальный эксперимент всегда глубже, чем он был задуман, всегда решает больше проблем, чем рассчитывал сам экспериментатор, и почти всегда ставит новые проблемы, часто более важные, чем те, что он разрешил.
У эксперимента есть одно важное достоинство — в принципе его всегда можно повторить. У эксперимента есть один важный недостаток — его очень трудно не только поставить первый раз, но и повторить. Тут с расчетами теоретика куда легче. Чтобы проверить, не вкралась ли в них ошибка (теоретическая же!), нужны бумага, карандаш… и другой теоретик[14]. А «другому» экспериментатору нужно оборудование…
Поэтому плохо поставленный эксперимент, давший неверный результат, гораздо вреднее и опаснее, чем неудачная теория или гипотеза. Гипотеза ведь не выдает свои утверждения за факты, эксперимент же, по определению, источник именно фактов.
Наверное, поэтому за теоретиками чаще признают право на ошибку. Опровержение гипотезы не подрывает катастрофически репутацию ее автора, хотя, конечно, и не украшает ее. Тем более, что, случается, теоретик делает вполне правомерные допущения, но мир-то устроен иначе, чем он думает. А вот опровержение эксперимента обходится куда дороже. Оно, впрочем, и понятно. По некоторым подсчетам, из ста новых гипотез в физике неверны девяносто девять. Можно уверенно сказать, что из сотни физических экспериментов по крайней мере девяносто правильно поставлены и верно истолкованы.
Теоретики — поэты физики. Даже знаменитыми они становятся (если становятся) как поэты — совсем молодыми. Экспериментатор созревает медленнее, ему надо научить не только голову — думать, но и руки — работать. Поэзия физики освещает путь прозе и идет впереди нее — так в истории литературы каждой страны поэзия предшествует прозе. Конечно, и эта аналогия, как всякое сравнение, хромает. Многие поэты постепенно частично или целиком переходили к прозе, но случаи, когда теоретик становится экспериментатором, по меньшей мере редки. Чаще случается, что экспериментатор начинает выступать и с теоретическими работами.
Много лет висел над теорией относительности опыт итальянского физика Майораны. Он свидетельствовал, что тяготение можно экранировать, что два тела, если их разделить третьим, слабее притягиваются друг к другу, а этого не следовало из теории тяготения. Только когда опыт повторили и он не дал прежнего эффекта, смогли перевести дух. Правда, с другой стороны, физики порою утверждают, что самые ценные эксперименты. — те, результаты которых не соответствуют ожидаемым. Французский физик Жолио-Кюри как-то заметил; чем дальше эксперимент от теории, тем ближе он к Нобелевской премии.
Отношения между теорией и экспериментом сложны и многообразны, хотя на первый взгляд все кристально ясно: на результатах экспериментов теорию строят, по результатам экспериментов ее проверяют. А эксперимент ставят на основе тех или иных теоретических положений. Надо ведь знать, что именно требуется проверить!
Экспериментаторы и теоретики подтрунивают друг над другом, но, в общем, понимают, что они — это левая и правая руки науки, и спор может идти только о том, кому зваться ее правой рукой. Да и то, наверное, придется признать, что у науки обе руки — правые. Только экспериментатор бывает прав, так сказать, абсолютно, теоретик же всегда — лишь относительно. Есть такой шутливый афоризм: теоретик верит себе, а другие ему не верят, экспериментатор себе не верит, а другие ему верят.
Может быть, и сегодня есть в физике области, где можно чего-то добиться относительно простыми средствами, но, увы, к гравитации это не относится. Силы тяготения слабее электромагнитных на тридцать шесть, тридцать восемь, сорок и даже сорок три порядка — в зависимости от того, взаимодействие между какими частицами тут брать за эталон. Слон, имеющий массу пять тонн, больше микроба с массой в пять миллионных долей грамма всего-то в триллион раз. Остается еще минимум двадцать четыре порядка. Одна песчинка против целой Сахары, капля воды — против океана — даже так не вы глядит в земных условиях разница между гравитационными силами и электромагнитными. Не тому надо удив литься, что до сих пор немало предсказанных теорией гравитационных эффектов не открыто, а тому, сколько их все-таки открыто.
Прямо противоположные причины, как ни странно вывели науку о гравитации на передний план в теории и эксперименте. В теории — мощь гравитации, управляю щей движением небесных тел. В эксперименте — слабость гравитации, заставившая так изощрить соответствующую экспериментальную технику, что сейчас ее опыт перенимают ядерщики, которых бог тоже не обидел сложностями.