Профессор Неугомон

Всю жизнь настроение у Больцмана колебалось между двумя крайностями. Он в шутку объяснял свой неустойчивый темперамент тем, что родился в ночь на Пепельную среду – между масленицей и Великим постом. С возрастом перепады настроения усугублялись, и это стало тревожить друзей и коллег.

Больцман согласился занять должность профессора в Берлине – и тут же отказался от нее, но очень скоро снова заявил, что заинтересован в этой работе. В 1896 году он решил занять кафедру в Мюнхене, а вскоре после этого – совсем другую в Вене. В 1900 году после бесконечных колебаний он согласился на предложение Лейпцигского университета. А затем, в 1902 году вернулся в Вену – точь-в-точь как молекула газа, мечущаяся в сосуде. В этом случае он стал сам себе преемником, о чем и сообщил с улыбкой, когда принимал кафедру: “Инаугурационную лекцию принято начинать с похвалы предшественнику. Но сегодня, к счастью, я избавлен от этой зачастую непростой задачи, поскольку на самом деле я сам себе предшественник”.

Однако властям предержащим непостоянство Больцмана не казалось таким уж забавным. На сей раз от Больцмана потребовали, чтобы он дал слово чести самому императору Францу Иосифу, что больше никогда не примет предложений из-за границы. Больше он работу менять не будет! Но любовь к перемене мест у Больцмана от этого ничуть не ослабла. Он посетил Константинополь, Смирну, Алжир, Лиссабон, трижды пересек Атлантику и проехал через все Соединенные Штаты. Третью из этих поездок, включавшую краткий визит в только что основанный Стэнфордский университет, он с юмором описал в “Путешествии немецкого профессора в Эльдорадо” (Die Reise eines deutschen Professors nach El Dorado). (Больцман предпочитал называть себя немцем, а не австрийцем, поскольку имел в виду не национальность, а культурную принадлежность.)

К этому времени Больцман купался в лучах всемирной славы. Двум его бывшим сотрудникам из Граца – Вальтеру Нернсту (1864–1941) и Сванте Аррениусу (1859–1927) – предстояло получить Нобелевскую премию. Среди его венских студентов были и блистательная и неотразимая Лиза Мейтнер (1878–1968), в дальнейшем участвовавшая в первых экспериментах по расщеплению урана, а также теоретики Пауль Эренфест (1880–1933) и Филипп Франк (1884–1966).

Великий диспут

Пути Маха и Больцмана постоянно пересекались. Это с неизбежностью привело к некоторому соперничеству, хотя один был экспериментатором, а другой теоретиком. Так, в 1874 году Маха избрали в Императорскую академию наук, а Больцмана – нет, хотя он тоже баллотировался; напротив, в 1894 году именно Больцману, а не Маху, предложили кафедру физики в Вене, хотя Мах тоже претендовал на нее.

Мах и Больцман глубоко уважали друг друга, но взаимная учтивость не могла скрыть, что их взгляды зачастую противоположны. Кульминацией этого напряжения стали знаменитые дебаты о реальности атомов. Существуют ли атомы на самом деле или это просто ментальные объекты – нечто вроде понятия точки?

Этот спор разбил сообщество физиков и химиков на два лагеря. В бой вступили и нобелевские лауреаты – Вильгельм Оствальд (1853–1932) на стороне Маха, а Макс Планк (1858–1947) – на стороне Больцмана (хотя Планк совсем недавно переметнулся из одного лагеря в другой). Впоследствии Карл Поппер напишет: “И Мах, и Больцман имели множество последователей среди физиков, и все они были вовлечены в беспощадную войну. Это была война по поводу исследовательской программы в физике”.

“Беспощадная война” – это, конечно, преувеличение, однако диспут был жаркий. Больцману с его термодинамикой атомы были очень нужны, и он написал страстную статью под названием “О необходимости атомов в науке” (Über die Unentbehrlichkeit der Atomistik in der Naturwissenschaft). Но поскольку атомы не воспринимаются непосредственно, Эрнст Мах считал их просто моделями, ментальными конструкциями, не особенно отличающимися от его старого “пугала” – кантианской вещи в себе. При любом упоминании об атомах Мах по-венски напевно спрашивал с лукавой усмешкой: “А вы их видели?”

Современные нанотехнологии позволяют нам, можно сказать, увидеть атомы, и в этом смысле диспут окончен, причем в пользу Больцмана. Но по сути дела это был диспут не о физике, а о философии, и в этом смысле вопрос еще далеко не решен. Дискуссия о существовании атомов обернулась спором не об атомах, а о том, что значит “существовать”.

Naturfilosofi по Больцману

Когда у Маха случился инсульт и стало ясно, что он больше не сможет преподавать, начались поиски преемника. Все понимали, что на это уйдет много сил и времени. Вот почему лекционный курс Маха временно передали Больцману – курс, но не кафедру. Казалось бы, это парадоксальное решение, если учесть их публичные разногласия, однако здесь начала прослеживаться своего рода традиция: Больцман тоже стал физиком, преподающим философию в Венском университете.

Вводная лекция, которую Больцман прочитал в 1903 году, имела шумный успех. В газетах писали, что давка была страшная, чуть ли не с угрозой для жизни, поскольку жаждущие послушать нового преподавателя столпились даже на улице. Даже старый император, узнав об этом, преисполнился любопытства и пригласил Больцмана на приватную аудиенцию.

Первые слова первой лекции Больцмана по философии отсылали к его знаменитому предшественнику Маху – и это была вовсе не формальная дань вежливости. Учтиво заметив, что “хвалить Маха – все равно что везти сову в Афины”, Больцман тут же перешел прямо к делу: “Таким образом, я считаю, что лучше всего выражу свое уважение к Маху, если приложу все силы, чтобы развить его идеи с помощью своих собственных”.

Разумеется, в этой фразе слово “развить” в не особенно завуалированном виде означало разнести в пух и прах.

Больцман понимал, что все присутствующие ломают себе голову, почему он согласился взять на себя почетную обязанность читать философский курс Эрнста Маха, и сразу же перешел на диспут об атомах: “До сих пор я написал по философии всего одну-единственную заметку, да и то по чистой случайности. Как-то раз в конференц-зале Академии наук я вступил в жаркий спор с компанией академиков, в том числе с его честью надворным советником профессором Махом, о ценности теории атомов, и этот диспут весьма охотно подхватили физики. И вдруг при всех этих выдающихся мыслителях Мах бросил: «Я не верю в атомы». Эта реплика не шла у меня из головы”.

Но хотя Мах и Больцман по вопросу о существовании атомов принадлежали к разным лагерям, их объединяло общее недоверие к метафизике. Больцман выражался без обиняков: “Когда я узнал, что мне предстоит углубленно заняться философией, меня одолели некоторые сомнения, однако философы, как видно, избавлены от них, когда вторгаются в науку… Я познакомился с философами уже давно и в то время не мог взять в толк, что они имеют в виду под своими высказываниями, а поэтому постарался расширить свои знания об основах философии”. Для этого поединка Больцман предпочел не рапиру, а дубинку: “Чтобы сразу окунуться в глубочайшие глубины, я первым делом обратился к Гегелю – однако, увы и ах, что за пустую болтовню я обнаружил! Затем несчастливая звезда повела меня от Гегеля к Шопенгауэру…”

Больцман читает лекции по философии

Шопенгауэр в то время был в Вене крайне популярен. Больцман бросился на него, словно бык на красную тряпку, и вызвал этим настоящий фурор. Совершенно очарованная венская публика рекой текла на его лекции, алчно предвкушая веселье и кровь. Но когда на дальнейших лекциях Больцман обратился к основам математики, аудитория тут же поредела. “Мои лекции по философии не имели ожидаемого успеха, – сокрушенно писал он. – Я рассказывал о теории множеств, о неевклидовой геометрии и тому подобном. Для моих слушателей это оказалось чересчур математично, и многие бросили ко мне ходить”. Впрочем, другого выхода Больцман не видел. “Математика для науки – что мозг для человека”, – чеканно заметил он.

Однако не так-то просто понять, почему математика играет столь важную роль в физике. Ведь истинность математических утверждений не строится на чувственных данных. Как же примирить математику с радиально-эмпирическим мировоззрением Маха? “Нет ни одного уравнения, которое отражало бы то или иное явление с абсолютной точностью, – говорил Больцман. – Любое уравнение – это идеализация, которая подчеркивает общее и пренебрегает различиями, а следовательно, выходит за рамки опыта”.

И атомы, и дифференциальные уравнения – это абстрактные понятия, “выходящие за рамки опыта”. Так что Эрнст Мах наверняка отнесся бы к ним с подозрением. Но Больцмана его страдания не трогали, поскольку он в гораздо большей степени был прагматиком – кстати, это новое слово, ставшее популярным лишь с началом двадцатого века. Представление Маха о науке как о “способе мыслить экономно” Больцмана тоже не убеждало. “Мы не спешим приписывать «рачительности мышления» изучение физической и химической природы звезд, движения небесных тел и расстояний между ними, не говоря уже об изобретении микроскопа и открытии причин наших болезней”.

Перу Больцмана принадлежит лишь несколько философских сочинений, объединенных в основном в его “Основаниях натурфилософии” – Principien der Naturfilosofi (Больцман выбрал такое название в насмешку над популярным в те годы движением за реформу немецкой орфографии, которое в конечном счете ни к чему не привело: правильно было бы Naturphilosophie). Заметки к курсу по Filosofi были опубликованы лишь через восемьдесят лет после смерти Больцмана, но читать их интересно и сейчас.

Идеи Больцмана выглядят на удивление современно – в частности, его интерес к анализу языка и теории эволюции. Больцман считал, что великие открытия Дарвина сделали традиционную философию достоянием прошлого и даже мечтал стать “Дарвином неживой материи”. Он играл с идеей искривленного пространства больше чем за десять лет до теории относительности Эйнштейна. Его ученики сложили об этом милый, пусть и несколько неуклюжий стишок:

Tritt der gewöhnliche Mensch auf den Wurm, so wird er sich krummen;

Ludwig Boltzmann tritt auf; siehe, es krümmt sich der Raum.

Наступишь ты на червяка – свернется тот;

А Больцман выступит – пространство он свернет!

Слушателям бросалось в глаза, как царственно держится Больцман на лекциях, но в глубине души он терзался неуверенностью в себе, а философия давалась ему с трудом. Несмотря на много резких слов в адрес философов, он не считал, что все проблемы метафизики уже решены. Он страдал от метафизики, как от неизлечимой болезни. “Похоже, метафизика непреодолимо притягательна для человеческого разума, и этот соблазн, несмотря на все наши тщетные попытки приподнять завесу, ничуть не утратил силы. Видимо, невозможно подавить врожденную тягу философствовать”.