Людвиг Больцман: биография и научная жизнь

Человек, которого слишком рано сделали трагедией

Меня зовут Людвиг Больцман. Обычно меня представляют человеком, который всю жизнь доказывал существование атомов, всем надоел и трагически закончил. История звучит выразительно, но в ней примерно столько же объёма, сколько у визитной карточки. Я был профессором нескольких университетов, руководил институтом, выступал перед переполненными аудиториями, спорил, путешествовал, растил детей и написал довольно весёлый рассказ о поездке в Америку. Трагический конец реален. Делать из него объяснение каждой предыдущей страницы — уже работа плохого редактора.

Я родился в Вене 20 февраля 1844 года. Отец служил в финансовом ведомстве, семья переезжала, школьные годы прошли главным образом в Линце. В доме ценили образование; я занимался музыкой, в том числе учился игре на фортепиано у Антона Брукнера. Современному читателю это может показаться подозрительно густой концентрацией знаменитостей. Тогда будущая слава обоих участников занятия ещё не была готова. Отец умер, когда я был подростком, и ранняя потеря стала одной из реальных трудностей юности, а не обязательным литературным упражнением перед научным успехом.

В 1863 году я поступил в Венский университет. Здесь моими важнейшими наставниками стали Йозеф Стефан и Йозеф Лошмидт. У них я учился видеть в физике не только набор измеряемых величин, но и задачу объяснения: что происходит в веществе и как из множества малых движений возникает наблюдаемое поведение? Работы Максвелла открывали огромную перспективу. Докторскую степень я получил в 1866 году, затем работал ассистентом Стефана. Теоретическая физика ещё не была повсюду самостоятельной университетской профессией; приходилось участвовать и в создании самой роли.

Грац: молодая кафедра и большие задачи

В 1869 году я стал профессором математической физики в Граце. Мне было двадцать пять. Так что легенду о пожизненно непризнанном изгнаннике можно отложить уже на этой странице. Раннее назначение не делало работу лёгкой, но показывало, что мои способности замечали и ценили. Я ездил в Гейдельберг и Берлин, знакомился с исследовательскими методами, слушал и обсуждал. Научное образование после получения кафедры не заканчивается; скорее исчезает удобное оправдание, что ты пока всего лишь ученик.

В Граце я познакомился с Генриеттой фон Айгентлер. Она хотела получить образование, тогда как университетские правила не спешили признать это нормальным женским желанием. Я поддержал её стремление посещать занятия. Мы поженились в 1876 году. Впоследствии семейная жизнь станет для меня очень важной опорой: дети, дом, письма из поездок, заботы о близких. Представлять Генриетту декоративным приложением к портрету профессора особенно нелепо, если помнить, что её собственный путь к учёбе начинался с преодоления запрета.

Между знакомством и свадьбой я успел принять ещё одну кафедру: в 1873 году перешёл в Вену преподавать математику. В 1876-м вернулся в Грац, теперь уже как профессор экспериментальной физики. Да, экспериментальной. Позднейший образ человека, существовавшего исключительно среди статистических формул, скрывает большой интерес к измерениям, электричеству и устройству лаборатории. Я не считал теоретика существом, которому запрещено знать, как ведёт себя настоящий прибор. Разделение труда полезно; разделение реальности на чужие территории — не всегда.

Институт — это не только кабинет директора

Грацские годы были плодотворными и деятельными. Развивалась лаборатория, появлялись ученики и гости, формировалась среда, в которой молодому исследователю можно было не только слушать лекции, но и работать. Среди людей, связанных с этим кругом, были Сванте Аррениус и Вальтер Нернст. Позднейшая знаменитость ученика приятно украшает список профессора, но в текущем времени приходится заниматься менее парадными вещами: оборудованием, задачами, обсуждением неудачного опыта и поиском средств. Наука не возникает от одного факта наличия великого человека в помещении.

В 1887–1888 годах я был ректором университета. Академическая администрация не относится к тем занятиям, которые обязательно оживляют биографию, но она хорошо проверяет легенду об учёном, якобы полностью изгнанном из профессионального сообщества. Мне доверяли институты и университетские обязанности, приглашали на кафедры, присуждали почести. При этом отдельные идеи встречали серьёзное сопротивление. Эти факты не противоречат друг другу. Можно быть признанным физиком и одновременно вести тяжёлый спор о том, как следует понимать физику.

Моя работа требовала соединять математическую смелость с осторожностью в выводах. Вероятность, необратимость, объяснение теплового поведения через движение частиц — здесь не было простого набора ответов, который оставалось громко объявить. Приходилось уточнять предпосылки и отвечать на возражения. Подробности этих дискуссий мы разберём отдельно. В жизни они означали годы напряжённого труда, а не один эффектный день, когда на доске появилась формула и все разумные люди обязаны были немедленно согласиться.

Переезды: не тур по кафедрам, а поиск равновесия

В конце 1880-х мне предложили работу в Берлине. История приглашения закончилась отказом от переезда после колебаний и сложных переговоров. Этот эпизод удобно использовать как доказательство «невыносимого характера», если заранее решить, что характер должен объяснять всё. На деле действовали и здоровье, и семейные обстоятельства, и страх ошибиться с новой средой. Я действительно мог мучительно менять решения. Для окружающих это бывало трудно; для меня самого тоже не являлось приятным развлечением.

В 1890 году я всё-таки уехал из Граца — в Мюнхен. За переменой стояли не только карьерные расчёты. Семья пережила тяжёлые потери, в том числе смерть сына. В Мюнхене я занял кафедру теоретической физики, получил новые возможности и продолжал работу. Но ни высокий статус, ни привлекательный город не превращают человеческую жизнь в окончательно решённую задачу. Университетское приглашение помогает найти лабораторию; оно не гарантирует внутреннего покоя.

После смерти Стефана я в 1894 году вернулся в Вену, на его кафедру. Возвращение к месту собственного образования выглядело естественно. Однако старая школа не была законсервирована для моего удобства. Менялись коллеги, студенты, представления о предмете; рядом существовали и направления, с которыми я принципиально расходился. В особенности важны были споры о роли атомных моделей и о том, чего вообще допустимо требовать от физического объяснения.

Оппонент — не обязательно глупец и не обязательно враг

С Эрнстом Махом и Вильгельмом Оствальдом у меня были существенные расхождения. Но пересказывать их как битву человека, знающего правду, с двумя упрямыми невеждами — значит не понять сам предмет. В конце XIX века вопрос о невидимых составляющих вещества, моделях и наблюдении был настоящей философской и научной проблемой. Некоторые возражения заставляли уточнять теорию; другие казались мне ошибочными. Моя задача состояла не в том, чтобы обидеться на существование несогласных, а в том, чтобы показать, что именно позволяет объяснить выбранный подход.

На съезде в Любеке в 1895 году состоялось известное столкновение вокруг энергетики и атомистических представлений. Я выступал энергично, имел сторонников и вовсе не выглядел одиноким человеком, которого весь зал решил не слушать. При этом спор не закончился дружным голосованием за одну правильную философию. Научная история редко предоставляет такую удобную развязку. И личные отношения не всегда совпадали с линией разногласий: Оствальд впоследствии участвовал в моём приглашении в Лейпциг. У противника теории может оказаться вполне серьёзное уважение к её автору.

В 1900 году я принял лейпцигскую кафедру. Этот переезд не принёс ожидаемой устойчивости. Здоровье ухудшалось, периоды тяжёлого душевного состояния мешали работе и повседневной жизни. Важно не превращать их в модную посмертную диагностику по нескольким анекдотам. Биографические свидетельства позволяют говорить о выраженном страдании и кризисах; для уверенного клинического заключения через столетие этого недостаточно. Человек не становится прозрачной медицинской картой только потому, что знаменит.

Венская аудитория снова переполнена — Америка: учёный обнаруживает, что у мира есть меню

Венская аудитория снова переполнена

В 1902 году я вернулся в Вену. Помимо физики, стал читать лекции по вопросам философии природы. Они привлекали большое внимание. Меня занимало, как строятся научные модели, как соотносятся описание и объяснение, что даёт теория и чего от неё нельзя требовать. Философские занятия были не случайным отходом от «настоящей науки», а продолжением вопросов, с которыми я сталкивался в собственных исследованиях. Чтобы защитить модель, иногда нужно сначала разобраться, что означает слово «модель».

Лектором я был живым, эмоциональным, склонным вовлекать слушателя в ход рассуждения. По воспоминаниям современников, занятия производили сильное впечатление. Это ещё одна часть жизни, которая плохо помещается в образ молчаливого непризнанного мученика. Были удовольствие от объяснения, благодарные ученики, публичный успех и собственное чувство юмора. Наличие этих вещей не отменяет тяжёлых состояний. Но и наличие тяжёлых состояний не даёт права вычеркнуть всё остальное.

Америка: учёный обнаруживает, что у мира есть меню

В 1905 году я отправился в Калифорнию и преподавал в Беркли. Поездка стала основой очерка, известного в английском переводе как «Путешествие немецкого профессора в Эльдорадо». Его тон полезно сравнить с мрачной обложкой, которую на мою жизнь часто надевают целиком. Там есть самоирония, наблюдения за бытовыми привычками, интерес к еде, вину, путешествию и американской среде. Автор не выглядит человеком, которому позволено думать исключительно об атомах и собственном непризнании.

Америка: учёный обнаруживает, что у мира есть меню — Что оставалось к последним годам

Меня принимали радушно; я знакомился с устройством американской университетской жизни и с людьми, поддерживавшими её развитие. Новая страна давала и научные впечатления, и материал для комического взгляда на самого себя. Европейский профессор, привыкший считать свой распорядок естественным устройством мира, внезапно обнаруживает множество других распорядков. Для физика такое открытие не является фундаментальным, но для человека очень полезно. Особенно если он способен рассказать о собственной неловкости, а не только о чужой странности.

При этом путешествие не следует превращать в чудесное исцеление. Возвращение домой означало и возвращение к проблемам здоровья. Ухудшалось зрение, возрастала утомляемость, продолжались мучительные состояния. Возможность иногда радоваться, работать и шутить не доказывает отсутствия тяжёлого расстройства. Здесь биографу особенно важно не рассуждать с самоуверенностью плохого диагноста: «раз написал весёлый текст, значит всё было хорошо» — столь же неверно, как противоположная легенда о непрерывном отчаянии.

Что оставалось к последним годам

К началу XX века мои идеи имели серьёзное влияние. Макс Планк использовал статистические подходы в собственной работе; молодые физики развивали картину вещества дальше. Да, не все фундаментальные вопросы были закрыты и не все коллеги соглашались со мной. Но изображать состояние науки так, будто в 1906 году атомистика ещё ждала первого доброжелательного слушателя, совершенно неправильно. Я прожил жизнь внутри крупного интеллектуального движения, а не за его запертой дверью.

Между тем силы становились менее надёжными. Семья и близкие сталкивались с болезнью не как с красивым историческим символом, а как с повседневной опасностью и страданием. В 1906 году работа была серьёзно затруднена. Летний отдых у Адриатики не стал выходом из кризиса. Дальше рассказ от первого лица должен остановиться: приписывать человеку посмертное объяснение собственного конца значило бы заменить документ сочинённой исповедью.