Незападная история науки: Открытия, о которых мы не знали - Джеймс Поскетт
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Многие видели ключ к будущему в науке. После Первой мировой войны Япония начала вкладывать в развитие науки и технологий все больше средств. В некотором роде это было продолжением усилий по созданию национального научного потенциала, предпринятых после реставрации Мэйдзи в 1868 г., когда японское правительство начало отправлять студентов на учебу в США и Европу. Это первое поколение японских ученых, вернувшись домой, участвовало в организации новых факультетов физики и биологии в университетах страны. Масштабы государственных вложений в науку после Первой мировой войны выросли еще сильнее. В 1930 г. в японских университетах училось почти в 10 раз больше студентов, чем перед войной. Тогда же было создано немало новых университетов и научных учреждений, в том числе Осакский университет в 1931 г. и Японское общество содействия науке в 1932 г.{519}
Но самой важной из этих новых организаций был Институт физико-химических исследований, больше известный под названием-аббревиатурой RIKEN. Этот институт, основанный в Токио в 1917 г., преследовал как чисто исследовательские, теоретические цели, так и прикладные. После Первой мировой войны Япония стремилась сохранить свое промышленное и военное превосходство в Восточной Азии. «Недавняя война… научила нас тому, что автономность и самообеспеченность военными и промышленными материалами – жизненно важная необходимость», – объяснил правительственный комитет, отвечавший за создание RIKEN. Но институт должен был стать и центром передовых теоретических исследований в естественных науках. Эти две цели дополняли друг друга. RIKEN частично финансировался богатым промышленником и ученым-химиком Дзёкити Такаминэ, с которым мы познакомились в предыдущей главе, и за короткое время получил множество патентов на различные химические и промышленные процессы, среди которых даже была особая технология производства сакэ. Деньги от этих патентов шли на финансирование крупных теоретических исследований, особенно в физике. В конечном счете цель RIKEN состояла не только в поддержке японской промышленности – его сотрудники стремились «вносить вклад в мировую цивилизацию» и тем самым «повышать статус» своей родины. Японские ученые должны были стать лидерами в своих областях. Вскоре RIKEN приобрел репутацию как лучшее место для молодых целеустремленных ученых, желающих работать над новыми научными проблемами{520}.
Одним из таких трудолюбивых и многообещающих выпускников, пришедших в RIKEN, был Ёсио Нисина. Нисина родился в конце XIX в. в некогда влиятельной семье, лишившейся своего высокого статуса. Дед Нисины был самураем, а его отец – всего лишь хозяином маленькой фермы на окраине Окаямы. Нисина отлично учился в школе и в 1914 г., как раз в год начала Первой мировой войны, поступил на электротехнический факультет Токийского университета, который окончил лучшим студентом выпуска. На выпускной церемонии сам император Японии вручил Нисине серебряные часы, а ведущие технические корпорации, разбогатевшие на военных заказах, выстроились за ним в очередь, предлагая завидные условия. Но у Нисины были другие планы. Несмотря на явную склонность к инженерному делу, он мечтал стать ученым и заниматься теоретической физикой. Поэтому хорошо оплачиваемой работе в инженерно-технической компании он предпочел должность научного сотрудника в физическом подразделении RIKEN{521}.
К тому времени учебные командировки за рубеж стали для японских ученых обычным делом. В апреле 1921 г. Нисина покинул Токио на борту парохода, направлявшегося в Европу: следующий год ему предстояло провести в Кембриджском университете, обучаясь физике. Эту поездку для него организовал Хантаро Нагаока, директор физического подразделения в RIKEN, который, как мы узнали из главы 6, был одним из основоположников современной физики в Японии и разработал модель атома, поразительно похожую на ту, что впоследствии была предложена Эрнестом Резерфордом, директором Кавендишской лаборатории в Кембридже. К 1920-м гг. Нагаока пользовался среди европейских физиков высоким авторитетом. Он регулярно отправлял в Кембридж перспективных студентов и теперь в письме Резерфорду лично рекомендовал ему Нисину.
В течение следующего года молодой японский ученый овладел основными экспериментальными методами современной физики и научился работать с прибором, известным как камера Вильсона, или туманная камера, который позволял регистрировать следы движения субатомных частиц. Он также познакомился со многими ведущими физиками, приезжавшими к Резерфорду в Кембридж из других стран, в том числе с уже известным нам Петром Капицей. Но Нисина жаждал большего. Экспериментальная физика была интересной областью, но он хотел разрабатывать теоретические основы квантовой механики, чтобы понять фундаментальную природу самой Вселенной{522}.
В конце 1921 г., за несколько месяцев до предполагаемого возвращения в Японию, Нисина написал письмо Нильсу Бору, с которым познакомился во время его визита в Кембридж. Нисина спросил, не может ли Бор найти для него место в своем Институте теоретической физики. «Если кому-то нужна помощь в экспериментах или расчетах, я с удовольствием ее окажу», – написал он. Бор откликнулся на просьбу молодого японского коллеги – пригласил его в Копенгаген, в Институт теоретической физики, и даже добился для него стипендии от фонда Раска–Эрстеда, датской правительственной организации, созданной после Первой мировой войны для содействия международному научному сотрудничеству. Следующие пять лет Нисина провел в Копенгагене. То, что начиналось как годичная учебная командировка, оказалось почти десятилетним пребыванием за границей{523}.
В 1928 г., незадолго до отъезда из Копенгагена, Нисина совершил крупный теоретический прорыв. Ранее в том же году британский физик Поль Дирак опубликовал статью, в которой объединил теорию относительности и квантовую механику для описания физической природы электрона, и отправил ее копию Нисине, которого знал еще по Кембриджу. В Копенгагене статья была принята с настоящим восторгом. Дирак показал, что существует принципиальная возможность соединить теорию относительности и квантовую механику, которые ранее рассматривались как слабо связанные между собой. Однако Нисина хотел пойти еще дальше. Вместе со шведским физиком Оскаром Клейном он начал работать над формулой, которая распространяла бы уравнение Дирака на описание реального физического явления: взаимодействие электрона с рентгеновским излучением{524}.
Нисина и Клейн напряженно работали в течение нескольких месяцев, ежедневно встречаясь для обсуждения результатов. Их совместная статья была опубликована в одном из ведущих немецких физических журналов в начале 1929 г. Лежавшие в ее основе вычисления были умопомрачительными по своей сложности. Но ученые справились. Формула Клейна–Нисины стала первой успешной попыткой одновременного применения теории относительности и квантовой механики к конкретному физическому явлению. Следует отметить, что именно эта формула вдохновила Чжао Чжунъяо на проведение экспериментов, о которых говорилось ранее. Как мы видим, мир физики в этот период отличался удивительной всеохватностью: идея японского ученого, работавшего в Копенгагене со своим шведским коллегой, вдохновила на открытие китайского ученого из Калифорнии. На краткий миг в начале XX в. возникла надежда, что научное сотрудничество действительно поможет построить более гармоничный мир{525}.
В 1928 г. Ёсио Нисина наконец-то вернулся в Токио и едва узнал город. За время его отсутствия Япония пережила Великое землетрясение Канто 1923 г., которое унесло жизни более 100 000 человек и превратило города в руины. Пострадала даже наука. «Главное здание физического факультета покрылось глубокими трещинами и, казалось, было готово рухнуть в любой момент, – вспоминал один из студентов Токийского университета. – Здание математического факультета выгорело дотла». Нисина вернулся в страну, которая все еще восстанавливалась после катастрофы. Тем не менее многие видели в этом возможность обновления. Из руин и пепла должна была родиться новая Япония{526}.
Нисина едва ли не больше всех сделал для популяризации в Японии квантовой механики, которую считал будущим японской науки. В 1929 г. по его приглашению в страну приехали Поль Дирак и Вернер Гейзенберг, чтобы познакомить японских студентов с основными понятиями и идеями квантовой механики. Он выступил в роли переводчика их лекций, а позже лично
