Пока нет оснований считать, что трудности нагрева ионов в плазме не удастся преодолеть, и мне думается, что термоядерная проблема получения больших мощностей будет со временем решена[1].
Основная задача, стоящая перед физикой, – это более глубоко экспериментально изучить гидродинамику горячей плазмы, как это нужно для осуществления термоядерной реакции при высоких давлениях и в сильных магнитных полях. Это большая, трудная и интересная задача современной физики. Она тесно связана с решением энергетической проблемы, которая становится для нашей эпохи проблемой физики № 1.
1. Meadows D. H., Meadows D. L., Panders J.. Behrens W. W. III. The Limits to Growth. N.Y.: University Books, 1972. P. 70.
2. Ландау Л. Д. Кинетическое уравнение в случае кулоновского взаимодействия // ЖЭТФ. 1937. Т. 7. С. 203.
3. Капица П. Л. Полезное получение энергии от термоядерных реакторов // Письма в ЖЭТФ, 1975 Т. 22 С. 24.
4. Ribe F. L. Fusion reactor systems // Rev. Mod. Phys. 1975. Vol. 47. P. 7.
5. Капица П. Л., Питаевский Л. П. Нагрев плазмы магнитноакустическими колебаниями // ЖЭТФ. 1974. Т. 67. С. 1411.
6. Капица П. Л. Свободный плазменный шнур в высокочастотном поле при высоком давлении // ЖЭТФ. 1969. Т. 57. С. 1801.
Мои воспоминания о Резерфорде
Доклад на заседании в Лондонском Королевском обществе 17 мая 1966 г. Cм.: Proc. Roy. Soc. 1966. Vol. A 294. P. 123–137; Новый мир. 1966. № 8. С. 205–215.
Передо мной стоит очень трудная задача, хотя, казалось бы, говорить о научных достижениях такого великого ученого, как Эрнест Резерфорд, легко и просто. Ведь чем крупнее достижения ученого, тем короче и точнее можно их описать. Резерфорд создал современное учение о радиоактивности, первым поняв, что это – спонтанный распад атомов радиоактивных элементов, он первый произвел искусственный распад ядра и, наконец, первый определил планетарную структуру атомов. Каждого из этих достижений вполне достаточно, чтобы человека признать великим физиком. Теперь же эти достижения и их фундаментальное значение хорошо известны не только студенту, но и школьнику. Все мы также знаем те необычайно простые и красивые классические эксперименты, [при помощи которых] Резерфорд так убедительно делал свои открытия. Приезжать из Советского Союза, чтобы рассказывать членам Королевского общества обо всем этом, вряд ли было бы целесообразно.
Общеизвестно, что из учения о радиоактивности сейчас возникла самостоятельная наука, которая названа ядерной физикой. Эта наука сейчас непрерывно развивается, и из всех работ, печатающихся по всем областям физики, одна пятая часть относится к ядерным явлениям.
В наши дни продолжают очень быстро развиваться как ядерная энергетика, так и использование искусственной радиоактивности в науке и технике. Все эти области поглощают основную часть расходуемых на науку средств, которые, как известно, теперь достигают сумм в миллиарды фунтов стерлингов, долларов и рублей. Все это за 30 лет родилось из той скромной области физики, которую тогда называли радиоактивностью и отцом которой справедливо считают Резерфорда.
Проследить, как произошло это развитие ядерной физики из идей Резерфорда и его школы, – очень интересно и поучительно, но я уверен, что такие члены Королевского общества, как его президент профессор Блэкетт, сэр Джеймс Чадвик, сэр Джон Кокрофт, сэр Чарльз Эллис и сэр Марк Олифант, вышедшие из школы Резерфорда и сделавшие в этой области фундаментальные открытия и работы, конечно, могли бы с большим основанием, чем я, говорить об этих вопросах.
Единственное, что я могу сделать и чем могу удовлетворить интерес членов Королевского общества, – это рассказать о самом Резерфорде, каким я его воспринимал за время моего пребывания в Кавендишской лаборатории, рассказать, как он работал, как он воспитывал нас, молодых ученых, и как происходило его общение с научным миром.
Итак, передо мной стоит задача нарисовать портрет крупного ученого и большого человека, хотя это дело художника пера и ученому не следует браться за него. Если я все же решился это сделать, то главным образом по следующим причинам. Я приехал в Англию, в Кавендишскую лабораторию, никому не известным молодым человеком и там за 13 лет вырос в ученого. Эти годы моей работы были наиболее счастливыми, и в том, чего мне удалось добиться, я чувствую себя обязанным неизменной заботе и вниманию, которые мне оказывал Резерфорд не только как учитель, но и как замечательно добрый и чуткий человек, которого я полюбил и с которым у меня с годами возникла большая дружба. Выступить сейчас перед вами со своими воспоминаниями – это единственный способ, которым я могу выразить свою благодарность этому великому и замечательному человеку.
Хорошо известно, что Резерфорд был не только большой ученый, но и большой учитель. Я не могу вспомнить другого ученого, современника Резерфорда, в лаборатории которого воспитывалось бы столько крупных физиков. История науки показывает, что крупный ученый – это не обязательно большой человек, но крупный учитель не может не быть большим человеком. Поэтому моя задача становится еще более трудной: мне нужно будет дать вам портрет не только ученого, но и человека. Я постараюсь нарисовать портрет Резерфорда по возможности более живым и буду иллюстрировать рассказ эпизодами, которые врезались в мою память; их много, но я выбрал те их них, которые характеризуют какую-нибудь отдельную черту Резерфорда. Я надеюсь, что это поможет вам создать в вашем воображении из этих фрагментов образ Резерфорда.
Я начну свои воспоминания с небольшого эпизода, имевшего место в 30-е годы в Кавендишской лаборатории. В Кембридже проходил конгресс в память столетия со дня рождения Максвелла – первого директора Кавендишской лаборатории, где после него директорами были Рэлей, Дж. Томсон и, наконец, Резерфорд – четыре великих физика конца прошлого и начала этого столетий.
После торжественного заседания, где выступили ученики Максвелла, делившиеся с нами воспоминаниями, Резерфорд спросил меня, как мне понравились доклады. Я ответил: «Доклады были очень интересны, но меня поразило, что все говорили о Максвелле только исключительно хорошее и представили его как бы в виде сахарного экстракта. А мне хотелось бы видеть Максвелла настоящим живым человеком, со всеми его человеческими чертами и недостатками, которые, конечно, есть у человека, как бы гениален он ни был». Резерфорд рассмеялся и сказал, что поручает мне после его смерти рассказать будущему поколению о том, каким он сам был в действительности. Резерфорд говорил это полушутя, и я тоже смеялся.
Теперь, когда мне хочется выполнить этот завет, то, начиная рисовать себе образ Резерфорда, чтобы представить его перед вами, я вижу, что время поглотило все мелкие человеческие недостатки и передо мной встает великий человек поразительного ума и высоких душевных качеств.
Теперь я хорошо понимаю учеников Максвелла, которые выступали тогда в Кембридже.
О Резерфорде-ученом уже много говорилось и писалось. Общепризнано, что простота, ясность мышления, большая интуиция и большой темперамент – основные черты его творческой личности. Изучая работы Резерфорда и наблюдая, как он работает, приходишь к выводу, что все же главная черта его мышления – это большая независимость и, следовательно, смелость.
Основной путь, по которому развиваются естественные науки, заключается в том, что при экспериментальном изучении явлений природы мы непрерывно проверяем, согласуются ли наши наблюдения с нашими теоретическими представлениями. Движение вперед нашего познания природы происходит тогда, когда между теорией и опытом возникают противоречия. Эти противоречия дают ключ к более широкому пониманию природы, они заставляют нас развивать нашу теорию. Чем крупнее эти противоречия, тем фундаментальнее перестройка тех законов, которыми мы объясняем процессы, происходящие в природе, и на основании которых мы используем природу для нашего культурного развития. В науке, как и в истории, определенный этап развития требует своего гения. Определенный период развития требует людей соответствующего склада мышления.
В истории развития физики, как и в любой экспериментальной науке, наиболее интересны как раз те моменты, когда приходится пересматривать фундаментальные научные концепции, и для этого неизменно ученым требуется не только ум и интуиция, но и смелое воображение.
Как иллюстрацию приведу два хорошо известных примера из истории развития физики, которые произвели на меня наибольшее впечатление. Первый пример – это создание Франклином учения об электричестве. В основу этого учения Франклин положил представление о том, что электричество имеет материальную основу: оно как бы пропитывает металл и может проникать через его сплошную среду. Нам известно, что такое представление в корне противоречило представлению того времени о сплошном характере материи, но оно было принято, поскольку давало механизм, полностью объясняющий явления электростатики, известные в то время. Теперь мы знаем, что оно полностью оправдалось, когда Дж. Дж. Томсон уже 150 лет спустя открыл электрон. Но вот что самое удивительное во всей этой истории: как могло случиться, что Франклин, раньше никогда не занимавшийся физикой, живя на отлете, в небольшом городе Америки, вдали от центров мировой науки, будучи уже человеком зрелого возраста, за несколько лет работы смог верно направить развитие целой научной дисциплины? И это произошло в середине XVIII в., когда наука развивалась на уровне таких ученых, как Ньютон, Гюйгенс, Эйлер. Как же мог Франклин достичь результатов, которые оказались недоступными для профессиональных ученых?
Другой аналогичный случай, когда пришлось пересмотреть на основе опыта фундаментальные представления, тоже хорошо известен. Это учение Фарадея об электрическом поле. Трудно найти более революционную и неожиданную идею, чем выдвинутую Фарадеем, по которой электродинамические процессы должны объясняться явлениями, происходящими в окружающем проводник пространстве. Но я привожу этот пример опять же потому, что Фарадей был ученым, не имевшим систематического научного образования, которое в те времена было на высоком уровне даже у среднего ученого Англии.