Текст книги "10 гениев, изменивших мир"

В 1964 году за выдающиеся заслуги в области математики, техники и биологических наук Норберт Винер был награжден национальной золотой медалью «За заслуги перед наукой» – высшим американским отличием для ученых. Медаль вручал лично президент США Линдон Джонсон. На торжественном собрании, посвященном этому событию, он произнес: «Ваш вклад в науку на удивление универсален, ваш взгляд всегда был абсолютно оригинальным, вы – потрясающее воплощение симбиоза чистого математика и прикладного ученого». При этих словах выдающийся ум человечества достал носовой платок и прочувствованно высморкался…

Эта сцена как нельзя лучше характеризует Винера, который выглядел и вел себя как классический профессор из анекдотов: бородка клинышком, очки с толстыми стеклами, невероятная неуклюжесть, путаная и бессвязная речь, фантастическая рассеянность в бытовых вопросах.

По собственному признанию, в молодости будущий основатель кибернетики обладал «коллекцией клинических проявлений неврозов и душевных недугов». Семейная жизнь, рождение дочерей оказали на него благотворное влияние – неврозы стали проявляться в меньшей степени, хотя фраза «дом начинает выглядеть пустым, а погода – все больше становиться осенней…» (Нью-Гемпшир, 7 сентября 1931 года) говорит о душевном дискомфорте.

С возрастом нестабильность психики частично прошла и, по свидетельству многих современников, трансформировалась в защитную реакцию, выражавшуюся в тщеславии и высокомерии. Однако Винер постоянно находился в круговороте депрессий, повторявшихся каждые три недели. Выход ученый находил в своеобразном юморе. Чего стоят такие его фразы: «Профессор – это человек, который может говорить на любую тему примерно минут пятьдесят». Или: «Лучшей материальной моделью кошки является другая, а желательно, та же самая кошка». Но если говорить о юморе применительно к профессору Винеру, то нельзя обойти серию анекдотов, в основе которых лежали реальные ситуации. Вот некоторые из них, подкрепленные свидетельствами конкретных людей, знавших ученого.

Китайский физик К. Джен, выпускник Массачусетского технологического института, пишет: «Вспоминая жизнь в MTI, невозможно не рассказать о замечательном человеке, Норберте Винере, свидетелем эксцентричности которого мне довелось быть. Я помню, что профессор Винер всегда приходил в аудиторию без конспекта лекции. Сначала он доставал большой носовой платок и прочищал нос очень энергично и шумно. Он почти не обращал внимания на аудиторию и редко объявлял тему лекции. Он поворачивался лицом к доске, стоя очень близко к ней из-за своей очень сильной близорукости. Хотя я обычно сидел в первом ряду, мне было трудно разобрать, что он пишет. Большинство других студентов не могли видеть вообще ничего. Но наибольшее удовольствие для аудитории было слышать, как профессор Винер говорит сам себе: «Ну, это определенно совершенно неверно». При этом он быстро стирал все, что было написано. Затем он начинал все сначала, бормоча про себя: «Пока это, похоже, правильно». И через минуту: «Однако это не может быть правильно», – и стирал все опять. Этот процесс повторялся вновь и вновь, пока не звенел звонок с лекции. Профессор Винер уходил из аудитории, даже не взглянув на своих слушателей».

Роберт К. Везерол, директор службы по трудоустройству выпускников, передает рассказ одного из студентов, который «по дороге в Нью-Гемпшир остановился, чтобы помочь человеку, беспомощно стоящему около машины с проколотой шиной», в котором он узнал Норберта Винера. Тот проверил у юноши зачетку и сказал, что может принять от него помощь, так как зачет уже сдан.

Другой сотрудник MTI, администратор факультета математики Филис Блок, вспоминает: «Он часто навещал меня в офисе и разговаривал со мной. Когда спустя несколько лет мой офис переехал в другое помещение, Винер пришел ко мне представиться и познакомиться. Он не помнил, что я – тот же самый человек, с которым он часто общался. Я был в другом помещении, и он принимал меня за кого-то другого».

Таков был Норберт Винер – высокомерный гений, ставший персонажем студенческого фольклора из-за своей беспомощности во всем, что не затрагивало его научных интересов.

В феврале 1964 года журнал «Юнайтед Стэйтс Ньюс энд Уорлд Рипорт» опубликовал последнее интервью ученого под заголовком «Машины изобретательнее людей?». А 18 марта в возрасте шестидесяти девяти лет один из крупнейших умов XX века, определивший своими работами современный облик цивилизации, тихо умер в Стокгольме.

Энрико Ферми

Среди многочисленных титулов, которыми наградил себя прошедший век, не последнее место занимает такой – «век оружия массового уничтожения». И действительно: с 6 августа 1945 года потенциальная угроза применения ядерного вооружения стала повседневной, хотя и пугающей реальностью. Превратившись в один из самых больших страхов человечества, перспектива ядерной катастрофы заставила не одну тысячу людей оборудовать бомбоубежища, заполнив их стратегическими запасами воды и продовольствия на случай ядерной зимы. Тема жизни в постатомном веке прочно вошла в массовую литературу и кинематограф, породила не одну религиозную секту, закрепилась в массовом сознании. Все хорошо представляют себе, как это будет: жестокие или, наоборот, угнетаемые мутанты, жизнь в пустыне или в подземных городах, крысы, тараканы, немытые люди, ржавая техника, жесткая общественная иерархия и одинокий герой, который время от времени помогает обездоленным…

Атомная бомба радикально изменила научные приоритеты многих государств и пути их технологического развития, определила новых лидеров мировой политики, дав им невиданные ранее возможности влияния. Именно ради этих возможностей политикам и военным высшего ранга держав – создательниц ядерного оружия довелось пойти на шаги, казалось бы, немыслимые в сокровенном деле создания сверхоружия. Государственным мужам пришлось положиться не на доверенных чиновников-подчиненных, не на оружейников, проходящих по военному ведомству, а отдать бразды правления звездам ученого мира – интеллектуалам, по определению независимо и непредсказуемо мыслящим, способным на самые удивительные формы нештатного поведения. Фактически это означало, что государство для усиления собственной военной мощи тратит огромные средства, дабы холить и лелеять тщательно засекреченные островки инакомыслия, а то и антигосударственных настроений. Хотя, если посмотреть с другой стороны, – все эти ученые-либералы с их гуманизмом и приверженностью к общечеловеческим ценностям тщательно изолировались от общества и находились под неусыпным контролем властей («Мы собрали невиданную коллекцию чокнутых», – любил говорить куратор Манхэттенского проекта генерал Гроувз).

Но можно ли говорить о гуманизме людей, поставивших удовлетворение своего научного любопытства превыше всего и создавших самое смертоносное оружие за всю историю человечества? Трудно представить себе, будто они не ведали, что творят. Или ученые действительно верили в то, что правительства не воспользуются возможностями нового оружия? Может быть, и так. Ведь они считали себя не наемниками на военной службе, а чудотворцами. А раз уж им под силу создать бомбу, то убедить недалеких политиканов в том, что этой опасной штукой лучше не пользоваться, – и вовсе ерунда. Но, как выяснилось, контролировать действия политиков и военных оказалось намного сложнее, чем управлять ядерной реакцией. Вот хорошая иллюстрация: как-то на банкете один из создателей водородной бомбы, тогда еще будущий академик А. Д. Сахаров произнес тост за то, чтобы «бомбы взрывались лишь над полигонами и никогда – над городами». В ответ он услышал слова видного военачальника маршала М. И. Неделина: мол, задача ученых – улучшать оружие, а уж куда его направить, военные и сами разберутся… И думается, такие истории происходили с «ядерными алхимиками» повсеместно.

XX век ознаменовался не только противостоянием ядерных держав, но и невероятно драматичными душевными коллизиями знаменитых физиков – «ученый, бомба и долг перед человечеством», «чудотворец и чудо, вышедшее из повиновения». В такой атмосфере естественным порядком рождались клише. «Драма Эйнштейна» (Альберт Эйнштейн подписал знаменитый меморандум президенту Рузвельту о нацистской атомной угрозе, а все закончилось бомбардировками Хиросимы и Нагасаки). «Героические саботажники, которые перехитрили Гитлера и не сделали для него бомбу» (так преподносили себя Вернер Гейзенберг и Карл фон Вайцзеккер, руководители немецкого атомного проекта). «Ученый-чародей, продавший душу дьяволу милитаризма» (Эдвард Теллер, который, едва окончилась Вторая мировая война, объявил, что пора создавать бомбу нового поколения, термоядерную – теперь против СССР). «Чистейший человек, который проклял свои руки, создавшие ужасное оружие, и был затравлен Теллером и маккартистами» (Роберт Оппенгеймер, научный руководитель американского атомного проекта, резко выступавший затем против его продолжения). «Самый гуманитарный физик» (лауреат Нобелевской премии мира Андрей Дмитриевич Сахаров – «отец советской водородной бомбы» и диссидент, который долгие годы вел противоречивую деятельность по разработке оружия и запрещению его испытаний).

Впрочем, время личных драм ученых-ядерщиков, похоже, кануло в Лету. Атомная бомба стала привычной, ядерных держав все больше, и теперь создатели израильской, пакистанской, иранской, корейской, китайской и прочих атомных бомб стремятся в меру своего миропонимания дать родной стране козырь против смертельного врага и не обременяют себя изощренными моральными коллизиями. Почему так произошло? Ведь атомное оружие не стало менее смертоносным, а ученые-физики – более черствыми. Возможно, разгадка эволюции создателей атомных бомб (от первого, романтического их поколения, к нынешнему, прозаическому) кроется в личности Энрико Ферми – ученого, чей вклад в создание первой бомбы никак не меньше, чем вклад Роберта Оппенгеймера.

Энрико Ферми занимает особое место среди ученых XX века. В наше время, когда узкая специализация в научных исследованиях стала типичной, трудно назвать столь же универсального физика, каким был Ферми. Он стал одним из отцов-основателей современной физики элементарных частиц, создал научные школы в Италии и США, открыл явление искусственной радиоактивности, построил первый ядерный реактор. В его честь назван сотый элемент таблицы Менделеева – фермий. Он внес огромный вклад в развитие теоретической, технической и экспериментальной физики, астрофизики, можно даже сказать, что его появление на научной арене XX столетия – событие уникальное.

Энрико Ферми родился 29 сентября 1901 года в Риме. Его отец, Альберто Ферми, служил на железной дороге и занимал довольно высокий пост начальника отдела (что-то вроде бригадного генерала в армии). Мать Энрико, Ида де Гаттис, была дочерью армейского офицера, получила педагогическое образование и большую часть своей жизни преподавала в начальных школах. Ее трое детей считали мать необычайно умной и способной; такого же мнения придерживались и друзья семейства.

Если можно говорить о таланте «от Бога», то, несомненно, Ферми был рожден физиком. Хотя дома никто не побуждал его заниматься науками, он еще в детстве проявил большой интерес к математике и физике, многое изучал самостоятельно, по книгам. Энрико рано научился читать и писать, обладал изумительной памятью, редкими математическими способностями и легко стал первым учеником в классе.

Впрочем, жизнь младшего ребенка в семье не была такой уж безоблачной. Энрико дружил со старшим братом Джулио. Оба с ранних лет интересовались техникой, и тогда же проявилось необычайная техническая интуиция Энрико, его умение обходиться минимумом подручных материалов (среди прочего братья смастерили электромоторчик, и он заработал). Однако в 1914 году Джулио внезапно умер. Лишившись лучшего друга, тринадцатилетний Энрико зарылся в книги: он прочел несколько изданий по различным разделам математики и теоретической механики, проштудировал учебник проективной геометрии и разобрался в двухстах представленных там задачах. Позднее Ферми изучил многотомный курс физики русского ученого О. Д. Хвольсона (прославившегося, кроме всего прочего, афоризмом «Академик так же отличается от почетного академика, как государь от милостивого государя»); по его собственным воспоминаниям, основные сведения в области общей и экспериментальной физики он почерпнул именно из этой книги.

Большую роль в судьбе юноши сыграл в этот период коллега его отца, инженер Адольфо Амидей, который по праву мог гордиться тем, что, обнаружив исключительные способности Энрико, оказал на него, может быть, решающее влияние. Вот отрывки из письма Амадея одному из первых учеников Ферми, Эмилио Сегре: «…В 1914 году, узнав, что я серьезно занимаюсь математикой и физикой, Энрико стал задавать мне вопросы. В то время ему было 13 лет, а мне 37. Хорошо помню его первый вопрос: «Правда ли, что существует раздел геометрии, в котором важные геометрические свойства выявляются без использования представлений о мере?». Я ответил, что это совершенно справедливо и что раздел этот называется проективной геометрией… Я принес ему на следующий день книгу по проективной геометрии… Примерно через два месяца книга была возвращена. На мой вопрос, встретились ли ему какие-либо трудности, мальчик ответил: «Никаких», и добавил, что он доказал все теоремы и легко решил все задачи.

Я был изумлен… Впоследствии я узнал, что Энрико изучал математику и физику по случайным книгам, которые он покупал в букинистических магазинах, и я стал доставать для него книги, которые могли бы дать ему ясные идеи и прочную математическую основу.

Энрико достаточно было прочесть книгу один раз, чтобы знать ее в совершенстве. Помню, например, что, когда он возвратил мне прочитанную им книгу, я предложил ему оставить ее у себя еще на год с тем, чтобы он смог обращаться к ней. Ответ Ферми был поразительным: «Благодарю вас. В этом нет необходимости, поскольку я уверен, что запомнил все самое важное. Вообще, через несколько лет ее основные идеи я буду понимать еще более отчетливо, и, если мне понадобится формула, я смогу легко вывести ее…»

Быть может, именно благодаря влиянию Адольфо Амидея одаренный мальчик и стал гением. Конечно, Ферми был прирожденным физиком, но кто может сказать, как повернулась бы его судьба, если бы инженер Амидей отнесся к нему иначе, а на вопросы мальчика отвечал, например, так: «Это пока слишком трудно для тебя. Подрастешь – поймешь!» Возможно, Энрико не увлекся бы так серьезно математикой и физикой, а в результате стал бы, скажем, хорошим инженером. Дело в том, что перед тринадцатилетним Ферми был только один прямой путь, который мог бы привести его туда, куда он впоследствии пришел (и этот путь ему указал Амидей), но при этом было огромное число «боковых» дорог. Возможно, Ферми стал великим именно потому, что уже с детства его интеллектуальные запросы удовлетворялись. В этом убеждает стиль выдающегося ученого во всем, что относилось к физике, – читал ли он лекции, объяснял что-либо сотруднику, выражал ли сомнение в чем-то, всегда создавалось впечатление, что все ему просто и знакомо, что физика для него – дом родной.

В 1916 году Ферми поступил в лицей. Пройдя трехгодичный курс за два года и в июле 1918-го получив диплом, семнадцатилетний Энрико оказался перед извечным выбором каждого выпускника средней школы – чем заниматься дальше, какой вуз выбрать? Можно было, конечно, остаться дома и поступить в Римский университет. Но в этот момент в судьбе юноши вновь появился Адольфо Амидей. «Когда Энрико получил лицейский диплом, я спросил у него, чему он хочет посвятить себя – математике или физике? – вспоминал позднее инженер. – Привожу дословно его ответ: «Я изучал математику с таким рвением потому, что считал это необходимой подготовкой для изучения физики, которой я намерен посвятить себя целиком и полностью». Тогда я спросил у него, считает ли он свое знание физики столь же обширным и глубоким, как и математики. «Я знаю физику гораздо шире и, как мне кажется, столь же глубоко, потому что прочел все наиболее известные книги по этому предмету», – ответил он». Тогда Амидей посоветовал будущему великому физику поступать в Высшую Нормальную школу Пизы (Scuola Normale Superiore di Pisa) и совмещать учебу там с посещением лекций в университете.

В то время Высшая Нормальная школа при Пизанском университете была одним из лучших высших учебных заведений Италии, и для поступления туда необходимо было выдержать серьезный конкурс. Ферми не только блестяще сдал вступительные испытания, заняв первое место, но и произвел сильнейшее впечатление на профессора математики. После экзамена тот специально пригласил Энрико на беседу, в заключение которой сказал: «За всю свою долгую профессорскую деятельность я не видел ничего подобного. Вы – выдающийся человек, и вам суждено стать большим ученым».

По итогам конкурса Ферми была предоставлена специальная стипендия, позволившая ему целиком сосредоточиться на учебе. Что он и сделал, отдав, пожалуй, в первый и последний раз в жизни некоторую дань дурачествам. Ферми вступил в «Общество против ближнего», целью которого было устраивать ближним разные неопасные каверзы. Однако зловонная бомба в учебной аудитории едва не привела к исключению – будущую гордость итальянской науки отстоял пожилой профессор, просивший восходящую звезду заниматься с ним новомодной теорией относительности (скоро у Энрико появились и серьезные статьи на эту тему, а в 1934 году Ферми признавался: «Когда я поступил в университет, классическую физику и теорию относительности я знал так же, как и теперь»).

Постигая науку в вузе, Энрико оставался самоучкой. К тому, что он выучил по книгам, тогдашние итальянские профессора, чья фундаментальная подготовка оставляла желать лучшего, могли добавить немногое. Ферми выработал весьма эффективную систему самостоятельных занятий, о чем свидетельствуют его конспекты той поры. Энрико Персико, будущий профессор Римского университета, с которым Ферми поддерживал тесную дружбу с четырнадцати лет, так описывал работу начинающего физика: «Его метод изучения книги состоял в том, что из нее он брал только данные проблемы и результаты опыта, сам обрабатывал их и затем сравнивал свои результаты с результатами автора. Иногда при проведении такой работы он ставил новые проблемы и решал их. Или даже поправлял ошибочные, хотя и общепринятые решения». Феноменальная память позволяла Ферми быстро изучать иностранные языки, и со временем ученый стал настоящим полиглотом. Он, казалось, не имел ни одного нелюбимого предмета: удостоилась исключения одна только дифференциальная геометрия, «от которой мухи дохнут», да и то лишь потому, что «задачи для изучения в ней выбирают по единственному признаку – они не должны быть хоть сколько-нибудь интересными».

Исключительные способности молодого человека скоро были замечены не только студентами, но и преподавателями. С осени 1920 года Ферми, продолжая учебу в Нормальной школе, допускается на физический факультет Пизанского университета. Но в его письмах, пожалуй, только раз встречаются какие-то признаки хвастовства, более чем простительного для физика девятнадцати лет: «На физическом факультете я постепенно становлюсь самым большим авторитетом. Так, на днях я прочитаю (в присутствии ряда корифеев) лекцию по квантовой теории». И действительно, Ферми читал в Физическом институте лекцию по квантовой теории (почти неизвестной тогда в Италии).

В те годы исследования Ферми затрагивали проблемы общей теории относительности Альберта Эйнштейна (находившейся в центре внимания ученого мира), статистической механики, квантовой теории и теории электронов в твердом теле. В 1921 году Энрико опубликовал одно из первых своих исследований в области теории относительности – статью «Об электростатике однородного гравитационного поля», а в 1922-м с отличием окончил Нормальную школу, блестяще защитив дипломную работу в области теории вероятностей и ее приложения к астрономии (в то время в качестве дипломных допускались только экспериментальные работы). В том же году он защитил в Пизанском университете докторскую диссертацию по дифракции рентгеновских лучей на изогнутых кристаллах.

Диссертация Ферми потрясла ученую аудиторию: присутствовавшие на защите почти ничего не поняли из его доклада. Этот урок Энрико запомнил на всю жизнь и более никогда не переоценивал возможностей тех, кто его слушал. Его выступления и лекции всегда были построены так, чтобы по крайней мере небольшая группа наиболее подготовленных специалистов могла следить за ходом мысли докладчика. Тогда же, в 1922-м, вышла еще одна работа молодого ученого в области теории относительности – «О явлениях, происходящих вблизи мировой линии».

Однако, несмотря на все эти выдающиеся успехи, Ферми не смогли предложить работу в Пизанском университете, и он был вынужден вернуться в Рим.

В судьбах выдающихся людей немаловажную роль играет удача и самая неожиданная помощь. В детстве Ферми повезло познакомиться с Амидеем, а теперь, после возвращения в Рим, случай преподносит Энрико встречу с Орсо Марио Корбино – человеком, которого с тех пор он стал считать своим вторым отцом.

Здесь, пожалуй, нужен небольшой экскурс в историю итальянской науки. В конце XIX – начале XX века физика и математика в Италии развивались очень бурно благодаря деятельности выдающегося организатора науки Пьетро Блазерны (1836–1918) – ректора Римского университета, президента Академии дей Линчей (главной научной академии Италии), вице-президента итальянского Сената. В 1877–1880 годах под его руководством создается Физический институт этого университета – знаменитое научное учреждение, в котором в 20—30-е годы XX века работала группа видных итальянских физиков, получившая по месту расположения Института почти официальное название «ребята с улицы Панисперна» (лидером этой «компании» в свое время стал Ферми).

Одним из лучших учеников Блазерны был блестящий физик-экспериментатор Орсо Марио Корбино (1876–1937). Возглавив Институт после смерти ректора в 1918 году, Корбино начал собирать вокруг себя молодых талантливых физиков – тех самых «ребят с улицы Панисперна».

В 1921 году Корбино (к тому времени уже сенатор) стал министром просвещения Италии. Подчиненное ему министерство ежегодно проводило конкурс для молодых ученых-естественников, победитель которого получал стипендию. В 1922-м этот конкурс выиграл Энрико Ферми, и Корбино очень быстро оценил талант молодого ученого, которого принял под свое покровительство.

Благодаря полученной стипендии и покровительству Корбино Ферми едет в Германию, в Геттинген, который тогда называли «европейской научной Меккой». Там с января по август 1923 года он стажируется у знаменитого физика-теоретика, впоследствии лауреата Нобелевской премии Макса Борна (1882–1970), в то время возглавлявшего отделение теоретической физики Геттингенского университета (фигура Борна оказала немалое влияние и на становление отца кибернетики Норберта Винера).

В Геттингене Энрико знакомится с блестящими молодыми физиками-теоретиками Вольфгангом Паули, Вернером Гейзенбергом, Паскуалем Иорданом, которым, в отличие от Ферми, посчастливилось учиться у выдающихся ученых Арнольда Зоммерфельда и Макса Борна. Но, как ни странно, пребывание в Геттингене и встреча с этими звездами физического мира не принесли Ферми, по его словам, особенной пользы.

Что могло послужить тому причиной? Пожалуй, отсутствие тогда в Италии крупной теоретической школы. Вокруг Ферми просто не было физиков, с которыми он мог бы общаться на равных и с которыми, по его словам, мог бы сравнивать себя. У молодого ученого возникла привычка работать, полагаясь только на себя, используя лишь книги и научные работы для консультации.

В августе 1923 года Ферми возвращается из Геттингена в Рим, где Корбино предоставляет ему временную работу на химическом факультете Римского университета и обещает при первой же возможности сделать его постоянным сотрудником. В течении года Энрико читает для химиков и естественников курс математики. В том же, 1923 году он пишет статью по теории атомных столкновений – эссе «Масса в теории относительности», где среди прочего рассматривалась возможность высвобождения ядерной энергии. Статья была опубликована на итальянском и немецком языках.

В августе 1924 года Ферми получил из фонда Рокфеллера трехмесячную стипендию для поездки в Голландию, в Лейденский университет. Туда его пригласил выдающийся физик-теоретик Пауль Эренфест (1879–1933), обратив внимание на публикации ученого. Исследования по статистической механике и спектроскопии, проводившиеся в Лейдене, были очень близки интересам Ферми. С сентября по декабрь 1924 года он стажировался у Эренфеста. Именно тогда Энрико, по собственным словам, обрел наконец столь необходимую уверенность в себе. Впоследствии Ферми рассказывал своим сотрудникам, что Эренфест оказал огромное влияние на развитие современной физики не столько своими классическими работами, сколько педагогической в широком смысле слова деятельностью, то есть научным воздействием на коллег. Эренфест был хорошо знаком и дружил со всеми крупнейшими физиками – от Нильса Бора, Альберта Эйнштейна, Хендрика Лоренца и Макса Планка до Вернера Гейзенберга и Вольфганга Паули. И вот, обнаружив у Ферми дар крупного физика, выдающийся ученый не замедлил сказать ему об этом.

Ферми всегда стремился к конкретности во всем, к упрощению, выделению главного. В условиях научной изоляции, о которой мы говорили раньше, конкретность была необходима, поскольку оценить важность своей работы молодой физик мог только с помощью результатов не слишком отвлеченного характера. Его теории почти без исключения созданы для того, чтобы объяснить, скажем, поведение определенной экспериментальной кривой, «странности» данного экспериментального факта и т. д. Не исключено, что черты, присущие Ферми (неприятие малейшей неясности, исключительный здравый смысл), помогая ему в создании многих фундаментальных теорий, в этих условиях помешали прийти к таким теориям и принципам, как квантовая механика, соотношение неопределенностей или принцип Паули.

Может возникнуть подозрение, что прохладное отношение Ферми к абстрактным и вообще формалистическим работам было вызвано его недостаточным знакомством с математическим аппаратом. Во всех его работах математический аппарат вполне адекватен решаемой задаче, при этом ученый всегда избегал излишнего формализма, но, если это требовалось, был готов использовать самые абстрактные методы.

Ради простоты Ферми часто удовлетворялся достаточно грубым приближением. Хорошим примером этого служит его оценка граничных условий при диффузии тепловых нейтронов. Ферми показал, что полученная на основе решения одномерной задачи простая оценка может после небольшой модификации дать достаточно точный результат и для реального случая трехмерной диффузии нейтронов. А поскольку этот вопрос имел большое значение в период создания атомной техники, то на точном его решении были сконцентрированы усилия больших научных коллективов. И что же? Мало того, что точное решение оказалось довольно сложным математически – в практически важных случаях оно очень мало отличалось от результата Ферми!

В январе 1925 года, вернувшись из Лейдена, двадцатитрехлетнего ученого назначили «временным» (нештатным) профессором Флорентийского университета, и он приступил к чтению лекций по математической физике и механике.

Флорентийский период (январь 1925 – сентябрь 1926 года) был очень важным в жизни Ферми. Задачи, которые тогда увлекали его, стали вскоре научной классикой.

В декабре 1925-го молодой физик, независимо от англичанина Поля Дирака, разработал новую разновидность статистической механики для частиц с полуцелым спином (эти частицы получили характерное название «фермионы»). Статистика, впоследствии названная статистикой Ферми – Дирака, позволяла успешно описывать поведение электронов, а позднее была применена к протонам и нейтронам. Она стала одной из основ физики элементарных частиц, дала возможность лучше понять электропроводность металлов и привела к построению более эффективной модели атома.

Основное значение статистики Ферми – Дирака заключается в том, что она стала ключом к пониманию свойств электронов в металлах. Но и другие применения статистики ученого весьма многочисленны, что иллюстрируется большим количеством терминов, вошедших в физическую и астрофизическую литературу, таких как «газ Ферми», «Ферми-жидкость», «поверхность Ферми», «метод Томаса – Ферми», «фермиевские импульсы» нуклона в ядре и т. д. Талантливый физик развивал эффективный приближенный метод расчетов многоэлектронных атомов (в квантовой, как и в классической, механике задачи многих тел физики умеют решать лишь приближенно).

В отличие от Дирака, Ферми пришел к новой статистике независимо от квантовой механики. Он давно вынашивал предпосылки этого творения, но ему не хватало принципа запрета Вольфганга Паули. Кстати, Ферми заметно переживал то, что он не сумел сформулировать принцип Паули, к которому, по его словам, он очень близко подошел.

Итогом этих трудов стала одна из наиболее важных работ Ферми – статья «О квантовании идеального одноатомного газа». Представив 7 марта 1926 года на заседании Академии дей Линчей сокращенную версию этой работы, ученый уже 26 марта отправил полную ее версию в редакцию немецкого журнала «Zeitschrift für Physik». Кстати, Дирак представил свою работу на заседании Королевского общества только через пять месяцев – 26 августа.

Первым статистику Ферми – Дирака использовал в 1927 году Вольфганг Паули для описания поведения электронного газа в металлах, а в 1928-м советский физик Я. И. Френкель, получив с ее помощью выражения для давления вырожденного электронного газа, применил эту теорию в описании белых карликов.

После открытия статистики Ферми – Дирака авторитет Энрико Ферми в научном мире начал стремительно расти. Рим, прежде пребывавший на задворках академических естественнонаучных исследований, трудами талантливого ученого стал превращаться в один из европейских центров теоретической физики.

В сентябре 1926 года в Римском университете была создана кафедра теоретической физики. Ферми вновь вернулся в Рим, выиграл конкурс на замещение должности штатного профессора кафедры, а в 1927-м по инициативе Корбино возглавил ее. Должность эта для Ферми означала способ спокойно продолжать научную работу, но не более. Он никогда не искал ни важных административных постов, ни почета, ни наград. Естественно, признанием своих заслуг был доволен, но честолюбие было ему чуждо.