Читать книгу "Темная сторона материи. Дирак. Антивещество - Хуан Антонио Кабальеро Карретеро"

Биография ученого разворачивалась параллельно развитию двух этих новых теорий. Поль Адриен Морис Дирак родился 8 августа 1902 года в Бристоле (Англия). Его имя ясно говорит о французских корнях: отец, Шарль Адриен Л. Дирак, появился на свет в 1866 году в городе Монте франкоязычного кантона Вале в Швейцарии. Шарль начал учебу в университете Женевы, потом из-за напряженных отношений с родственниками оставил отчий дом. Он порвал все отношения с семьей, которая долгие годы не получала от него никаких известий. Его родители не узнали ни о его женитьбе, ни о рождении двух первых детей; только в 1905 году Шарль навестил мать в Женеве вместе с женой и двумя сыновьями. Около 1890 года он обосновался в Бристоле, где начал преподавать французский язык.

В 1896 году Шарля взяли на работу в Технический колледж (Merchant Venturers’ Technical College), а через три года он женился на Флоренс Ханне Холтен, уроженке Бристоля. В 1900 году родился их первый ребенок: Реджинальд Шарль Феликс. Через два года появился на свет Поль, а в 1906 году — дочь, Беатрис Изабель Маргерит. Поль получил среднее образование в школе Технического колледжа, который стал частью университета Бристоля в 1906 году.

Уже будучи взрослым, Дирак вспоминал, что поездка в Женеву в 1905 году совпала по времени с кульминацией творческого гения Эйнштейна в Берне, неподалеку от Женевы. В тот год Эйнштейн, используя только что появившуюся квантовую теорию, опубликовал пять статей, среди которых были статьи о специальной теории относительности и объяснение фотоэффекта. Через 23 года Дирак первым из физиков объединил эти две теории.

ОБРАЗОВАНИЕ И ЛИЧНОСТЬ

Шарль Дирак не отказался от своего женевского культурного наследия. В 1919 году он и его дети получили британское гражданство, а до этого сохраняли швейцарское. В его доме говорили, кстати, только по-французски, что являлось обязательным правилом. Авторитарная личность отца и уединенность, навязанная им своей семье, социальная жизнь которой была крайне ограничена, превратили дом Дирака в тюрьму, где не было места праздным разговорам. Это наложило значительный отпечаток на жизнь детей Шарля. В 1962 году Поль Дирак вспоминал:

«В детстве у меня не было никакой социальной жизни. Отец заставлял меня говорить с ним по-французски. Он считал, что это благоприятным образом скажется на моем воспитании. Поскольку я был не способен объясняться по-французски, то предпочитал молчать, нежели говорить по-английски. Именно так я стал очень молчаливым человеком».

По словам Дирака, семейные трапезы выглядели следующим образом: отец и сын сидели за столом в тишине, а мать, которая не говорила по-французски, оставалась на кухне с двумя другими детьми. Мы не знаем причин таких странных отношений, но точно известно, что семья редко собиралась за общим столом (Дирак неоднократно рассказывал об этом).

С самого начала все способствовало тому, чтобы я стал очень замкнутым человеком.

Поль Дирак

На всю жизнь Поль сохранил эту замкнутость и всегда с чрезвычайным трудом выстраивал отношения с окружающими. Товарищи по начальной школе рассказывали о его скрытности и необщительности. Юный Дирак мало с кем разговаривал и избегал игр, в том числе и спортивных. Его внимание было сосредоточено на собственном внутреннем мире, а также на изучении природы и математики, которая стала центром его жизни. Детство Поля, в частности его отношения с отцом, наложили неизгладимый отпечаток на всю дальнейшую судьбу ученого. Замкнутость и скрытность превратили Дирака в тяжелого человека, который порой мог демонстрировать полное отсутствие интереса к окружающим и даже нехватку такта.

В 1914 году, в начале Первой мировой войны, Поль Дирак получал среднее образование в Техническом колледже, где его отец преподавал французский. Некоторые воспоминания студентов того времени свидетельствуют о педантизме и строгости отца Дирака, который часто прибегал к наказаниям во имя дисциплины. Образование в колледже концентрировалось в основном на науках, современных языках и практических предметах. Гуманитарных дисциплин было очень мало.

С самого начала обучения Дирак продемонстрировал врожденный талант к наукам, особенно к математике. Он также интересовался техническим рисунком и геометрическим изображением трехмерных фигур. Гораздо позже он объяснял, что именно способность представлять проблемы геометрически позволила ему развить некоторые из самых важных его идей. Дирак быстро стал одним из самых блестящих учеников колледжа и достиг гораздо более продвинутого уровня в изучении математики и химии, нежели другие студенты его возраста. Отец и учителя Поля с самого начала поняли, что молодой человек интересуется наукой, обладает огромной работоспособностью и вниманием. Разумеется, это открытие привело к еще большему ужесточению и без того строгого режима, который Шарль Дирак навязал своему сыну в те годы, что лишь усилило его одиночество и замкнутость.

Поль Дирак посвятил себя исключительно науке и совершенно не интересовался другими областями знания, такими как литература или музыка. В то же самое время его школьные успехи, трудности в общении и отсутствие интереса к проблемам и чувствам других со временем сказались на его отношениях с братом, сошедших практически на нет.

В 1918 году Дирак получил аттестат о среднем образовании с самыми высокими оценками, но у него не было никакого представления о том, чем он хочет заниматься в жизни. Несмотря на математические таланты, Поль последовал примеру старшего брата, которого отец заставил получать инженерное образование в университете Бристоля вопреки его интересу к медицине.

КЛАССИЧЕСКАЯ И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИКА

В конце XIX века физика считалась прекрасно структурированной наукой, способной описать мир. Механика Ньютона объясняла движение тел; теория электромагнетизма Максвелла позволяла точно объяснить электрические и магнетические явления; развитие атомной теории и статистической механики, равно как и применение этих теорий в области термодинамики, дали химии, науке XX века, осуществить необычайный прорыв. В связи с этим легко можно понять слова лорда Кельвина: «В физике нечего открывать, можно лишь осуществлять все более точные измерения».

Уильям Томсон (лорд Кельвин), 1906 год.

Новые вызовы

И тем не менее ученые прекрасно осознавали, что оставалось два не проясненных вопроса. Первый был связан с некоторыми противоречиями между механикой и электромагнетизмом; второй вытекал из невозможности объяснения с помощью существовавших теорий «излучения черного тела». Первый вопрос привел к появлению теории относительности Эйнштейна — с новой концепцией пространства и времени и принципом эквивалентности массы и энергии. Второй вызвал появление и развитие квантовой теории с ее странными законами. Изменения были столь существенными, что затронули все области знания. Физика до конца XIX века называется классической, а в XX столетии началась эра «современной физики».