Козенко А.В. Сэр Джеймс Джинс:
Ученый, философ, музыкант: Иллюстрированная биография. Изд. стереотип.

Оглавление

Предисловие

В последний год ушедшего века, осенью 2000 г., на доме, где жил и работал выдающийся английский ученый Джеймс Джинс, была установлена мемориальная доска. Этой чести в Великобритании удостаиваются очень немногие исторические личности, и она служит свидетельством несомненного признания их заслуг теми, кто составляет английский правящий класс.

Имя Джеймса Джинса стало известно с 20-х годов XX века не только профессиональным ученым-физикам и астрономам, но и широким кругам образованной публики разных стран мира. И в этом нет ничего удивительного, ведь он был и крупным ученым – автором важнейших работ в области теоретической физики и астрофизики, и талантливым популяризатором науки. Широта его научных интересов и глубокая философская интерпретация достижений науки в сочетании с художественным стилем изложения сделали научно-популярные работы Джинса классическими образцами произведений подобного жанра. Некоторые из его научно-популярных книг – "Вселенная вокруг нас" и "Движение миров", в начале 30-х годов переведенные на русский язык и изданные в СССР, познакомили советского читателя с последними достижениями зарубежной астрофизики.

В историю науки Джеймс Джинс вошел как один из создателей нового научного направления – теоретической астрофизики. Он был в ряду первых профессиональных физиков-теоретиков, начавших работать в области астрономии и привнесших в нее аппарат теоретической физики как метод научного исследования небесных объектов.

В начале своей научной деятельности Джинс занимался кинетической теорией газов и теорией излучения. Им была получена и строго обоснована в рамках классического подхода формула для распределения энергии в спектре равновесного излучения, носящая в настоящее время имя Рэлея–Джинса. Джинс является создателем теории гравитационной неустойчивости, лежащей в основе современных исследований в области космогонии и космологии. Его теория диссипации атмосферы составляет фундамент физики планетных атмосфер.

Со временем астрофизические проблемы стали всё сильнее занимать ученого. Из-под его пера выходят основополагающие работы по звездной динамике, теории внутреннего строения и эволюции звезд, теории фигур равновесных вращающихся конфигураций. Наибольшую известность Джинсу принесла его приливная гипотеза образования Солнечной системы. И сегодня некоторые теоретические результаты, полученные Джинсом при исследовании этой проблемы, сохраняют свое значение, хотя в целом гипотеза и не получила подтверждения.

Являясь членом Лондонского королевского общества с 1906 г., Джинс с 1919 по 1929 гг. был его секретарем и много сделал для развития науки в Великобритании. Участвуя в первых международных тематических съездах физиков – Сольвеевских конгрессах, он способствовал укреплению контактов между учеными разных стран.

В 1977 г. исполнилось 100 лет со дня рождения Джеймса Джинса. Эта дата была отмечена в Великобритании статьями, посвященными памяти ученого, докладами в Королевском астрономическом обществе и концертом, состоявшимся 11 сентября – день его рождения – в Кливленд Лодже. Концерт был организован леди Джинс, вдовой ученого, и проходил в музыкальной комнате, вмещавшей большой орган, которую спроектировал сам Джинс. На концерте присутствовали видные английские ученые.

Спустя месяц, 14 октября, состоялось торжественное заседание Королевского астрономического общества, которое открыл президент Общества профессор сэр Алан Кук. С докладом выступил член Королевского общества профессор Мак-Кри. Он назвал Джинса "великим пионером современной астрофизики". Мак-Кри рассказал историю, определившую характер работы Джинса. Еще в бытность свою молодым исследователем, только что закончившим обучение в Кембридже, Джинс обратился к Дж.Лармору с просьбой предложить ему тему для дальнейшей работы. На это Лармор с иронией ответил вопросом: "Что будет с грядущим миром, если молодёжи нужно подсказывать, над чем работать?" Вспоминая Джинса как человека, Мак-Кри сказал: "С точки зрения нашего времени Джинс был замкнутым человеком. С ранней юности музыка была его основным развлечением. Точнее, главным для него были его семья и его дом" [189, с.163].

По словам Мак-Кри, Джинс страдал из-за того, что был застенчивым и нерешительным в общении с посторонними людьми, которые считали его черствым и высокомерным; на самом деле он был человеком доброжелательным, скромным и щедрым. Мак-Кри привел слова Сиднея Чепмэна, который писал в "Национальном биографическом словаре", что Джинс был застенчивым и душевным человеком.

В выступлении члена Королевского общества профессора Мартина Риса (ныне сэр Мартин Рис) была подчеркнута выдающаяся роль теории гравитационной неустойчивости Джинса в космогонии и космологии: "Последующие теоретические работы, – сказал он, – подтвердили существо оригинальных утверждений Джинса".

Известный российский астрофизик И.С.Шкловский в те же годы писал: "Мы далеки от того, чтобы пренебрежительно отзываться о выдающихся исследованиях классиков космогонии – Лапласа, Пуанкаре и особенно Джинса, чья основополагающая теория гравитационной неустойчивости красной нитью проходит через всю современную космогонию... каждая научная проблема решается в свое время, и время для решения классических проблем космогонии наступило только сейчас" [286, c. 100].

"Работы Джинса о гравитационной фрагментации диффузного вещества, – вторит ему московский астроном Ю.Н.Ефремов, – и ныне остаются основополагающими в теории происхождения звезд" [257, c. 373]. Ефремов выделил два основных направления в развитии космогонии: "Одно из них связано с именами Эйнштейна, Фридмана, Леметра, Хаббла, Бааде, Сендиджа, Зельдовича и др. Основополагающие идеи второго направления были высказаны Джинсом, Дираком, Хойлом, Бонди и Голдом, Амбарцумяном, Арном, Бербиджем и др. Сторонники этого "еретического" направления часто исходят из разных предпосылок и не всегда ссылаются друг на друга, но всех их объединяет уверенность в том, что наблюдательные данные внегалактической астрономии требуют для своего объяснения "новой физики", обобщения и уточнения существующих физических законов, тогда как "классики" полагают это возможным лишь для начальных моментов расширения Вселенной, при плотности, много большей ядерной" [257, c. 391].

Конечно, это разделение достаточно условно, да и сам Ефремов признаёт, что Джинс является в общем "классиком", а не "романтиком". Действительно, Джинс отличался последовательным применением методов теоретической физики к небесным объектам. Он говорил: "Конечная цель астрофизики – слить космическую физику с земной, так чтобы получилась всеобъемлющая наука".

Этому же принципиальному вопросу была посвящена Дарвиновская лекция 1975 г. "Нуждается ли астрономия в новой физике?" выдающегося российского физика-теоретика, нобелевского лауреата 2003 г. академика В.Л.Гинзбурга. Хотя Гинзбург и относил Джинса к "радикалам", он отметил выдающуюся роль этого ученого в астрофизике XX века. Он говорил, что по иронии судьбы те образования, для которых Джинс хотел привлекать "новые" законы физики, нашли объяснение в рамках развитой им же самим теории гравитационной неустойчивости.

Однако в самое последнее время "романтический" подход приобрел новое звучание. С появлением наблюдательных свидетельств существования темной материи (скрытой массы) и ускорения космологического расширения Вселенной – следствия "антигравитации" темной энергии, которая вносит вклад порядка 2/3 в плотность Вселенной, стало ясно, что мы не знаем природы ни скрытой массы, ни тем более темной энергии. Стало ясно, что около 95 % всей массы Вселенной состоит не из протонов и нейтронов, электронов и нейтрино или каких-либо других известных физике в настоящее время элементарных частиц, а из нечто совершенно незнакомого для современной науки. Оно имеет совершенно иную природу, чем обычная материя. И сегодня мы даже не знаем возможных подходов для исследования этого нечто.

Возможно, пригодится идея Джинса о "новых" физических законах. Конечно, эти новые физические теории не будут отбрасывать устоявшиеся схемы теоретической физики, а, являясь более масштабными обобщениями новых данных и представлений, включат эти схемы как частные, а вернее предельные случаи. Так что с этой точки зрения Джинс, несомненно, оказался прав в своем предвидении развития науки о Вселенной.

Более того, для проверки современных единых теорий поля и элементарных частиц требуются энергии, на много порядков превосходящие те, которые достижимы в ускорителях на Земле. Поэтому прогресс в физике микромира стал невозможен без исследований грандиозных явлений, протекающих во Вселенной. Можно сказать, что сегодня происходит объединение таких двух разделов науки, как теория элементарных частиц и космология. Это, на первый взгляд, неожиданное объединение физики микро- и макромира не только предсказывалось, но и закладывалось в трудах Джинса.

Изучение личности такого ученого, как Джинс, необходимо для понимания становления стиля и движущих сил научного прогресса. Душевный склад исследователя оказывает значительное, а подчас и определяющее влияние на его творчество. Значительный интерес представляют философско-религиозные и общественно-политические взгляды мыслителя такого масштаба.

В предлагаемой вниманию читателя биографии Джеймса Джинса сделана попытка рассказать не только о событиях его личной жизни, но и осветить становление его как ученого, философа и популяризатора науки.

Автор благодарен за предоставленные ему уникальные материалы из личного архива сэра Джеймса Джинса его вдове леди Джинс (1911–1993) и сыну – доктору Кристоферу Джинсу.

Об авторе

Известный историк науки. Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Института физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН. Член Королевского астрономического общества Великобритании.