Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры - Миллер Артур (книги бесплатно без регистрации полные .txt) 📗
Чандра изучил все работы, рекомендованные Зоммерфельдом, который был руководителем блестящих молодых физиков Вольфганга Паули из Гамбургского университета и Вернера Гейзенберга из Лейпцигского. Они внесли огромный вклад в создание квантовой механики. Оба молодых ученых были не более чем на десять лет старше Чандры, но уже вошли в историю физики. Огромное впечатление на Чандру произвели исследования, которые легли в основу теорий Зоммерфельда. Чандра детально изучил статьи Поля Дирака, работавшего тогда в Кембридже, и итальянского ученого Энрико Ферми, которые на основе принципов квантовой механики объяснили удивительные свойства электронного газа.
Для решения какой-нибудь проблемы физики сначала выстраивают подходящую концепцию. Так поступил и Чандра. В 17 лет он занялся изучением квантовой механики для исследования свойств электронного газа, что и привело его к принципиально новым представлениям. Читая книгу Эддингтона, он начал понимать, как свет, электроны и атомы взаимодействуют в звездах, объединил это с теориями Зоммерфельда, и через неделю или две была готова его первая статья.
Не по годам развитой молодой человек был убежден, что его работа достойна публикации в «Proceedings of the Royal Society» («Трудах Королевского общества»), самом престижном научном журнале Великобритании. Он понимал, что статья для этого издания должна быть представлена редакции одним из членов Королевского общества. Чандра недавно прочитал только что изданную «Статистическую механику» Ральфа Фаулера и знал, что Фаулер — член Королевского общества. И Чандра решил рискнуть — он послал ему копию недавно написанной работы. Это случилось в январе 1929 года.
В том же январе в Мадрасе проходило собрание Индийского научного конгресса (созданного по типу британской ассоциации для развития науки). Раман, уже хорошо известный в научном мире, был председателем этого собрания.
Зал был переполнен, когда 18-летний Чандра впервые выступил на Научном конгрессе с докладом о своей работе. Профессор Парамешваран сообщил присутствующим, что Чандра еще только второй год учится в колледже, и добавил гордо, что «статья написана совершенно самостоятельно». Слова Парамешварана были встречены громом аплодисментов.
Шурин Чандры, физик А. С. Ганесан, оставлял ему копии ежемесячных обзоров Королевского астрономического общества за период с 1925 по 1929 год в большой научной библиотеке «виллы Чандры». Просматривая эти обзоры ранней весной 1929 года, Чандра наткнулся на статью Фаулера, где автор предположил, что с помощью квантовой физики можно разрешить парадокс Эддингтона — о том, что белый карлик способен полностью сколлапсировать, а не превратиться в кусок камня. Чандра применил методику расчетов Зоммерфельда для описания электронного газа, которые уже использовал в двух своих первых статьях. «Это я уже умел, и это было только началом», — вспоминал Чандра. И тогда же он решил, что его место в Кембридже.
В июне Чандра послал отцу письмо с описанием своих работ — в 18 лет он одновременно работал над пятью статьями! Одну из них он отправил Фаулеру, а вторую в «Indian Journal of Physics» и стал с нетерпением ждать ответа.
Статья неизвестного индийского юноши очень заинтересовала Фаулера. По его предложению Чандра немедленно отозвал свою вторую статью из редакции «Indian Journal of Physics» и включил ее результаты в первую. Фаулер был в восторге. К великой радости Чандры, его работа вышла «как довольно большая статья» в октябрьском выпуске «Proceedings of the Royal Society». Чандра написал еще одну статью, которую отправил профессору Президентского колледжа «для правок». Но так как тот бесконечно тянул с ответом, Чандра послал статью в «The Philosophical Magazine». С точки зрения Чандры, статья не нуждалась ни в каких исправлениях. Он оказался прав, и статья вышла уже в следующем году. Чандра послал письмо Эддингтону, но потерял ответ. «Потеряв письмо Эддингтона, я стал бережнее относиться к письмам Фаулера», — написал он отцу.
В октябре 1929 года в Президентском колледже ожидали Вернера Гейзенберга. Студенты пытались осмыслить удивительные выводы Гейзенберга и особенно новую атомную физику — квантовую механику, одним из создателей которой он был. Два года спустя Гейзенберг сформулировал свой знаменитый принцип неопределенности. Близкий коллега Бора профессор Леон Розенфельд написал о Гейзенберге: «Замечательное сочетание глубокой интуиции и виртуозное владение математикой привели его к блестящим результатам».
Гейзенберг любил напоминать, что он изучал физику «задом наперед» — сначала квантовую, а затем классическую; у него было «очень нерегулярное образование и исследования». Именно в этой смеси теоретических знаний и экспериментальных навыков был источник его смелости и нестандартных подходов при изучении физических явлений. Осенью 1920 года он присоединился к группе Зоммерфельда, который в то время создавал фундамент атомной физики, где тогда была полная неразбериха. Одна за другой стали появляться невероятно талантливые, новаторские работы Гейзенберга. В 1927 году он уже преподавал в Лейпцигском университете, и его называли будущим нобелевским лауреатом.
Преподаватели Президентского колледжа предложили лучшему студенту-физику Чандре рассказать о работах Гейзенберга и представить этого великого человека. У семьи Чандры «был собственный взгляд на это, — написал Балакришнан. — Мы знали, что преподаватели плохо подготовлены для обсуждения работ Гейзенберга, а потому решили, что лучше всех о них расскажет Анна (так мы в семье называли Чандру, на тамильском это означает „старший брат“)».
Чандра был счастлив встретиться с великим физиком. Они были одного роста, и на этом их сходство заканчивалось. Чандра был темноволос и темнокож, а у Гейзенберга были короткие светлые волосы, светлая кожа и тело спортсмена, который регулярно тренируется и ходит на лыжах. Знавшие ученого вспоминали твердое рукопожатие Гейзенберга, который всегда выглядел молодым и энергичным. Чандра показал Гейзенбергу окрестности Мадраса. Они провели вместе целый день. «За один день бесед с ним я смог изучить целый мир физики. Ночью, когда мы ехали вдоль пляжа Марина, он рассказывал мне об Америке и заметил, что его пребывание в Мадрасе оказалось чрезвычайно успешным. Гейзенберг также предложил мне решить пару физических проблем», — гордо писал Чандра отцу.
Месяц спустя Чандра отослал Фаулеру следующую статью, озаглавленную «О вероятностном методе в новой статистике», в которой рассматривалось решение одной из задач, предложенных ему Гейзенбергом. Но эта статья в печать не попала. Скорее всего, Чандра сам забрал ее после того, как Гейзенберг указал ему на ошибку в расчетах. «Какие были дни!» — вспоминал Чандра в письме к Балакришнану много лет спустя.
В январе 1930 года, спустя несколько месяцев после посещения Индии Гейзенбергом, Чандру пригласили на собрание Индийского научного конгресса в Аллахабад. Там он встретил выдающегося индийского ученого Мегнада Саха, который поздравил Чандру с удачной статьей, опубликованной в «Physical Review». С гордостью Чандра писал, что Саха пригласил его на ланч и познакомил со своими коллегами. Именно тогда Чандра наконец-то почувствовал, что его воспринимают как настоящего ученого.
Но на обратном пути в Мадрас ему грубо напомнили, что он всего лишь индиец в британской колонии. Так как работа его отца была связана с железной дорогой, Чандра всегда ездил в первом классе. В тот день он попал в купе, где уже устроилась одна английская супружеская пара. Как только поезд отъехал от станции, женщина стала громко возмущаться: «Почему я должна ехать в одном купе с индийцем!» Единственное утешение, добавила она, что этот индиец носит западную одежду. Возмущенный Чандра выскочил из купе и вернулся в одежде, принятой в Южной Индии. Как только появился проводник, женщина потребовала, чтобы Чандру перевели во второй класс. В ответ Чандра предложил ей самой перейти туда. Дама дернула стоп-кран, но Чандра все-таки выиграл сражение. «Через некоторое время они ушли в другое купе — во второй класс или куда-нибудь еще, я не знаю», — торжествующе написал он отцу.
