Роберт Криз - Призма и маятник. Десять самых красивых экспериментов в истории науки
103 Маятники отличаются между собой тем, насколько направление их колебаний изменяется со временем, что связано с их местонахождением. На Северном и Южном полюсах маятник обойдет весь круг, 360°, за двадцать четыре часа, проходя по 15° в час, по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном. Во всех остальных местах часовое смещение зависит от широты местности следующим образом: часовое отклонение равно произведению 15° на синус данной широты. В Лондоне оно чуть меньше 12°; в Париже – 11° в час; в Нью-Йорке – 93/4° в час; в Нью-Орлеане – 7°; в Шри-Ланке менее 2° в час.
Интерлюдия
Наука и возвышенное
104 Burke E. A philosophical Inquiry into the Origin of Our Ideas of the Sublime and the Beautiful. 4th edition. Dublin: Cotter, 1707. Part 1, Section 6.
105 Кант . Критика способности суждения. § 28., пер. М. И. Левиной. Еще один вариант возвышенного добавляет Умберто Эко в романе «Маятник Фуко».
Глава 8. Вид на электрон
Милликен и капля масла
106 Лучшая статья, посвященная эксперименту Милликена, была написана Джеральдом Холтоном: Holton G. Subelectrons, Presuppositions, and the Millikan-Ehrenhaft Dispute // [Historical Studies in the Physical Sciences. 1978. Vol. 9. P. 161–224 (практически одновременно она вошла главой в его книгу)] The Scientific Imagination: Case Studies Cambridge, Mass.: Cambridge University Press, 1978. P. 25–83; дополнительную информацию по данному вопросу можно найти в статье: Segerstr å le U. Good to the last drop? Millikan Stories as ‘Canned’ Pedagogy // Science and Engineering Ethics. 1995. Vol. 1. No. 3. P. 197–214.
107 Millikan. Autobiography. New York: Houghton Mifflin, 1950. P. 69.
108 Там же. P. 73.
109 Там же.
110 Холтон писал, что «Милликен не разрабатывал тот эксперимент, которым он обязан своей ранней славе; скорее, он открыл этот эксперимент… Никто не сомневался в существовании отдельных капель. Любой на его месте мог бы составить такое же оборудование целым десятилетием раньше, если бы только решил наблюдать не за облаком, а за каплей… Привычка работать с облаками мертвой хваткой держала воображение исследователей, и только случайность позволила Милликену от нее освободиться» ( Holton . The Scientific Imagination. Op. cit. P. 46.)
111 Там же. P. 53.
112 Millikan . Autobiography. P. 75.
113 Там же. P. 83.
114 Millikan . The Isolation of an Ion, a Precision Measurement of Its Charge, and Correction of Stokes’ law // Science. 1910. Vol. 32. P. 436.
115 Упомянутая страничка из блокнота воспроизводится в кн.: Holton . The Scientific Imagination. Op. cit. P. 64.
116 Millikan. On the Elementary Electrical Charge and the Avogadro Constant // Physical Review. 1911. Vol. 2. P. 109–143.
117 Почерпнуто из личной беседы с Гербертом Гольдштейном.
118 Holton . The Scientific Imagination. Op. cit. P. 71.
119 Segerstråle U. Good to the last drop? Op. cit.
120 Всякого рода разоблачения во все времена привлекали к себе огромное внимание публики, особенно в постуотергейтский период, когда появилась статья Холтона. Писатель Дэвид Фостер Уоллес задался вопросом, почему нам «так нравится сама идея о разоблачении и обнародовании тайных и скандальных проявлений чьей-то аморальности». Разоблачения, писал Уоллес, дают нам ощущение «эпистемологической привилегии», «проникновения под цивилизованную поверхность повседневной жизни» и обнаружения там дурной и неприглядной изнанки, где действуют отвратительные и даже злонамеренные силы (см.: Wallace D. F. David Lynch Keeps His Head // Id. A Supposedly Fun Thing I’ll Never Do Again. New York: Little, Brown. P. 208).
121 Броду и Уэйду удалось запятнать многих других выдающихся ученых, не исключая самого Галилея. Воспользовавшись галилеевским романизированным вариантом с изложением его научных взглядов и полагаясь на весьма специфическую интерпретацию трудов Галилея историком науки Койре, Брод и Уэйд включили великого ученого в свой список «хорошо известных или весьма подозрительных случаев подлога в науке» за то, что он якобы «преувеличил результаты эксперимента». Авторы похоронили в сносках убедительные свидетельства неверного истолкования Койре работ Галилея и ссылки на более поздних историков науки, таких как Сеттл и Дрейк, которые более внимательно изучили наследие великого ученого.
122 Franklin A. Forging, Cooking, Trimming, and Riding on the Bandwagon // American Journal of Physics. 1984. Vol. 52. P. 786–793.
123 Там же. P. 83.
Интерлюдия
Особенности научного восприятия
124 Цит. по кн.: Keller E. F. Reflections on Gender and Science. New Haven: Yale University Press, 1985. P. 165.
125 Io's Big Sodium Cloud Looms Even Bigger (anonimous) // Science News. 1990. Vol. 137. No. 23. P. 359.
126 См.: Crease R. P . The Play of Nature: Experimentation as Performance. Bloomington, Ind.: Indiana University Press, 1993; Heelan P. A . Space-Perception and the Philosophy of Science. Berkeley: University of California Press, 1983; Don Ihde . Technology and the Life-World. Bloomington, Ind.: Indiana University Press, 1990.
127 Здесь есть одна сложность: научный термин (например, «электрон») часто обладает «двойной семантикой» и может относиться как к абстрактному термину в теории, так и к физическому явлению в лаборатории (возьмите, к примеру, разницу между нотой «до» в музыкальной партитуре и той же нотой «до», услышанной в концертном зале). Относительно двойной семантики в науке см.: Heelan P. A . After Experiment: Realism and Research // American Philosophical Quarterly. 1989. Vol. 26. P. 297–308; Crease R. P . The Play of Nature. Op. cit. P. 88–89.
128 Цит. по: Living Philosophies / Clifton Fadiman (ed.). New York: Doubleday, 1990. P. 6.
Глава 9. У истоков красоты
Резерфорд и атомное ядро
129 Остается классической статья об этом эксперименте: Heilbron J . The Scattering of α and β Particles and Rutherford’s Atom // Archive for History of Exact Sciences. 1967. Vol. 4. P. 247–307.
130 Oliphant M. Rutherford: Recollections of the Cambridge Days. Amsterdam: Elsevier, 1972. P. 26.
131 Crowther J. G. British Scientists of the Twentieth Century. London: Routledge & Kegan Paul, 1952. P. 44.
132 Russell A. S. Lord Rutherford: Manchester, 1907–1919: A Partial Portrait // Proceedings of the Physical Society. 1951. Vol. 64 (1 March). P. 220.
133 Oliphant M. Rutherford. Op. cit. P. 123.
134 Цит. по: Там же. P. 65.
135 Heilbron J. L . An Era at the Cavendish // Science. 1964. Vol. 145 (24 August). P. 825.
136 Oliphant M. Rutherford. Op. cit. P. 11.
137 Цит. по: Wilson D . Rutherford: Simple Genius. Cambridge, Mass.: MIT Press, 1983. P. 290.
138 Andrade E. N. da C. Rutherford and the Nature of the Atom. New York: Doubleday, 1964. P. 111.
139 Цит. по: Wilson D . Rutherford. Op. cit. P. 296.
140 Цит. по: Eve A. S . Rutherford. New York: Macmillan, 1939. P. 199.
141 Цит. по: Там же. P. 194–195.
142 Crowther J. A . On the Scattering of Homogeneous Rays and the Number of Electrons in the Atom // Proceedings of the Royal Society of London. 1910–1911. Vol. 84. P. 247.
143 Rutherford E . The Scattering of α and β Rays and the Structure of the Atom // Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society. Ser. 4. 1911. Vol. 55. No. 1. P. 18.
144 Rutherford E . The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom // Philosophical Magazine. 1911, May. P. 669–688.
Интерлюдия
Искусство в науке
145 Цит. по: Crease R. P., Mann C. C. The Second Creation: Makers of the Revolution in Twentieth-Century Physics. New Brunswick, N. J.: Rutgers University Press. P. 337–338.
146 Все цитаты в этом абзаце взяты из: McCray P. Who Owns the Sky? Astronomers’ Postwar Debates over National Telescopes for Optical Astronomy (неопубликованная работа).
147 Crease R. P. The Play of Nature: Experimentation as Performance. Bloomington, Ind.: Indiana University Press, 1993. P. 109–111.
148 Этот диалог цитируется в кн.: Crease. The Play of Nature. Op. cit. P. 117–118.
Глава 10. Единственная тайна
Квантовая интерференция
149 [Фейнман Р., Лейтон С., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике / Пер. А. Ефремов, Г. Копылов, Ю. Симонов, Олег Хрусталев. Вып. 3. М.: Мир, 1965. Гл. 37.] Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M. The Feynman Lectures on Physics. Vol. 3. Menlo Park: Addison-Wesley, 1963. Chapter One. Некоторые из приводимых цитат также взяты из кн.: [ Фейнман Р. Характер физических законов / Пер. В. П. Голышев, Э. Л. Наппельбаум. М.: Мир, 1968. Гл. 6] Feynman R. P. The Character of Physical Law. Cambridge, Mass.: Mit Press, 2001. Chapter Six.
150 Аналогия Фейнмана приблизительна, как и любые другие аналогии; при более пристальном рассмотрении она оказывается вовсе не такой ясной, как представляется на первый взгляд. Пули могут сталкиваться друг с другом до попадания на детектор, что неизбежно изменит характер распределения. И если пули, по размеру сравнимые с электронами, будут рикошетировать от краев крошечного экрана, они (в отличие от настоящих пуль) будут испытывать на себе и передавать экрану изменения в кинетической энергии, что, в свою очередь, воздействует на характер распределения и на дальнейшее взаимодействие между летящим электроном и экраном. И, наконец, противопоставление, проводимое Фейнманом между пулями и водяными волнами, – это чистая риторика. Когда мы растворяем любой вид материи, мы в итоге получаем атомы или поля. Поскольку и то и другое квантуется, мы никогда не можем получить непрерывную волновую картину.
151 С 1888 по 1973 год Физический институт находился в самом центре города, и физикам, работавшим с электронными микроскопами высокого разрешения и электронными интерферометрами, во второй половине ХХ века приходилось находить пути преодоления механических и магнитных возмущений, возникавших вследствие особенностей городской жизни. В 1973 году институт переехал в новое помещение, располагавшееся на вершине холма за пределами города. Точно так же как астрономы стремятся устанавливать свои телескопы подальше от яркого света цивилизации, так и Молленштедт хотел, чтобы его институт находился как можно дальше от источников электромагнитных возмущений.
