Страница 21 из 33
"Если бы я сейчас начинал свою деятельность в Берлине, это была бы новая область, математическая физика. [...] К настоящему времени я совершенно незнаком со многими обширными и значительными разделами математической физики. Когда я прибыл в Берлин, в пылу энтузиазма мне показалось, что восполнить недостаток соответствующих знаний мне будет гораздо легче, чем это есть на самом деле. (...) Кроме того, моя совесть не позволяет мне начинать работу со столь высокой должности без полноценного опыта в сфере, которую мне вверяют".
Было рассмотрено много мнений, почему он не принял кафедру в Берлине. Некоторые историки утверждают, что отказ был вызван тем, как плохо подходила личности Больцмана чересчур формальная манера общения немцев, что одной фразой выразила супруга Гельмгольца: "Уважаемый профессор, боюсь, вам будет некомфортно здесь, в Берлине".
Также были предположения, что решающим фактором была неуверенность Больцмана. В периоды своей депрессии он мог начать сомневаться во всем, даже в своих способностях в науке. Перед лекциями у него обычно были приступы сценического страха, несмотря на безупречную преподавательскую репутацию. Гипотеза неуверенности объясняет, почему спустя некоторое время после отказа от должности в Берлине в письме он сообщил Гельмгольцу, что изменил свое решение и считает возможным занять кафедру. Однако реакция немца была такой же холодной, как и его общение; позже Больцман объяснял, что не получил эту должность из-за отсутствия энтузиазма со стороны Гельмгольца. В одной из своих "Популярных заметок" он сетовал на этот счет:
"Некоторые коллеги полагали, что не стоило отказываться от берлинского предложения. И, конечно же, дело не в специализации. Каждый [...] может обрести вес и значимость благодаря своей пылкости и открытиям... Маленький механизм, который исправно трудится и на своем месте, способен совершать огромную работу".
В 1889 году его сын Людвиг Хуго умер от аппендицита. Горе способствовало развитию депрессии, к тому же Больцман винил себя в том, что недооценил опасность. В том же году не стало его сестры Хедвиг, которая жила с ними; всего лишь за пять лет он потерял трех членов семьи.
Из-за своих маневров в 1888 году он лишился поддержки в университете, где многие преподаватели расценили его действия как предательство. Атмосфера стала напряженной, и Больцман решил сменить обстановку. Он сообщил коллегам с других факультетов, что собирается покинуть Грац, и в итоге оставил этот австрийский город ради Мюнхена, заняв кафедру, о которой всегда мечтал, кафедру теоретической физики. На приеме, устроенном в его честь, в своей прощальной речи Больцман отметил, какое значение имела для него теория.
В Мюнхене Больцман провел относительно спокойные четыре года. Он наслаждался вечеринками с пивом и беседами с будущим нобелевским лауреатом по химии Адольфом фон Байером (1835-1917) и другими коллегами, такими как эксперт по криогенике Карл фон Линде (1842-1934) и астроном Хуго фон Зелигер (1849-1924). Его лекции по теоретической физике имели большой успех, такой, что многие студенты переехали в Мюнхен только ради того, чтобы стать его учениками. Его опыт преподавания экспериментальной физики позволил ему читать предмет исключительным образом с привлечением механических моделей для иллюстрации абстрактных понятий вроде электромагнитной теории.
Но были у Мюнхена и отрицательные стороны. Баварское правительство не выплачивало пенсии университетским преподавателям, в результате конец некоторых из них был крайне печальным. Открывший закон об электрических цепях Георг Симон Ом (1789-1854) умер слепым и в нищете. Больцмана беспокоило здоровье: у него случались серьезные приступы астмы, зрение ухудшалось изо дня в день, до такой степени, что научные статьи ему уже читала Генриетта. Кроме того, он начал тосковать по родине, в чем признался Лошмидту в письме, отправленном незадолго до смерти последнего. В этом письме Больцман пытался восстановить отношения, давшие трещину в результате полемики, которую 15 лет назад они развернули вокруг обратимости.
В 1893 году умер Йозеф Стефан, учитель Больцмана, которого тот очень уважал. Венский университет сразу же связался с Людвигом и предложил вернуться в Австрию. Мюнхенский университет, в свою очередь, сделал ему контрпредложение, повысив жалованье и назначив ассистента; в итоге чаша весов склонилась на сторону Германии, хотя Больцман согласился остаться там всего на один год.
В 1894 году он получил степень почетного доктора Оксфордского университета. Учитывая тот авторитет, которым он пользовался в Англии, нет ничего удивительного в предоставлении ему подобной чести: его слава среди англосаксов контрастировала с ее отсутствием среди французских ученых. В том же самом году Венский университет решился на значительное усилие, чтобы материально заинтересовать Больцмана в принятии должности, для этого пришлось даже закрыть кафедру химии. Так что возвращение Больцмана в Австрию было триумфальным, и это подчеркивает репутацию, которой обладал физик в то время.
Тем не менее Вена оказалась не идиллическим местом, как на то надеялся Больцман. Одна из причин его неудовольствия заключалась в пассивности, безынициативности учеников, у которых не наблюдалось энтузиазма. Больцман жаловался другу Вильгельму Оствальду (1853-1932), с которым у него позже будет горячий спор, что иногда ему кажется, что он учитель средней школы, таково отношение его студентов к науке.
Но главным испытанием в Вене для него было противостояние Эрнсту Маху. Последний получил кафедру философии и истории в 1895 году и с первого момента очень критично высказывался по поводу идей Больцмана. Для понимания природы их столкновений нужно кратко остановиться на философии Маха, одного из самых влиятельных мыслителей: сам Эйнштейн был вдохновлен некоторыми его идеями, разрабатывая теории относительности. Философская позиция Маха была очень близка солипсизму (вере в то, что существует только та реальность, которая воспринимается через собственные ощущения), хотя его взгляды были гораздо более конструктивными и на самом деле совпадают со взглядами значительной части современного научного сообщества.
Согласно Маху, следовало ограничить число недоказуемых допущений, чтобы знание было как можно более воспринимаемым. На беду Больцмана это предполагало существование внешней реальности. Физика, говорил Мах, должна ограничиться исследованиями ощущений, которые являются единственной информацией, к которой человек имеет прямой доступ. Все отсылки к миру, лежащему в ее основе, недоказуемы и -"малоэкономичны", говоря терминами Оккама (принцип экономики Оккама устанавливает равенство условий, самое простое объяснение обычно оказывается правильным).
Так что несложно понять, почему Маха смущали атомы и, следовательно, вся работа Больцмана, который считал их само собой разумеющимися.
В ньютоновской физике пространство считалось абсолютным. То есть тела представляются движущимися в рамке (пространстве), которая находится в состоянии покоя и относительно которой измеряется все движение. Ньютон ввел понятие "абсолютного пространства", чтобы спасти закон инерции, согласно которому тело перемещается прямолинейно на постоянной скорости при отсутствии внешних сил.
Если бы пространство было относительным, было бы невозможно определить прямолинейное движение, поскольку у двух наблюдателей были бы различные представления об этом.
Так, наблюдателю, который будет стоять на земле, покажется, что поезд движется прямолинейно, но сидящему на карусели так уже не покажется. Единственный способ устранить проблему — это предположить, что наблюдатель на карусели ошибается и существует привилегированный наблюдатель, относительно которого измеряется все остальное движение. В случае с Ньютоном оно определяется по неподвижным звездам. Мах возразил против этой перспективы и сделал это раньше Эйнштейна. Мах утверждал, что инерция — это эффект распределения материи в пространстве. Один из способов понять его слова — представить, что произойдет, если внезапно все галактики подвергнутся ускорению влево. Увидит наблюдатель, парящий в космосе, как галактики движутся относительно него? Или он ничего не заметит, ускорившись вместе с остальной материей? По мнению Маха, правильным является второй ответ. Несмотря на то что специальная теория относительности Эйнштейна не согласовывалась с положениями Маха, поскольку в нее не включалось ускоренное движение, можно рассматривать общую теорию относительности как большой шаг: ускорения и гравитационные поля считаются равносильными, так что любой зритель, вне зависимости от типа движения, наблюдал бы одни и те же законы Вселенной.