Свобода - как солнце. Могущественней и лучше ее ничего нет на свете.
«Жоржи Амаду»
Женщина ищет не свободы и не права выбора, она ищет сильного мужчину и определенность.
Человек по-настоящему свободен, лишь когда ни от кого не зависит.
«Борис Акунин»
Человек, у которого отняли всё - уже неподвластен никому, он снова свободен.
Свобода не в том, чтобы делать то, что хочешь, а в том, чтобы не делать того, чего не хочешь.
«Жан-Жак Руссо»
Овца и волк по-разному понимают слово «свобода», в этом сущность разногласий, господствующих в человеческом обществе.
«Авраам Линкольн»
Свобода удивительно хитрая вещь. Чтоб получить ее, нужно отдать вначале другим часть воли своей.
«У. Уайт»
Лишь тот равен другому, кто это доказывает, и лишь тот достоин свободы, кто умеет завоевывать ее.
«Ш. Бодлер»
Тот истинно свободен, кто не раболепствует собственным страстям и чужим прихотям.
«Ф. Н. Глинка»
Чем больше свободы вы даете, тем больше вы получите ее сами.
«Р. Ингерсолл»
Свобода - это высшее нравственное состояние человека, когда ограничения необходимы как проявления этой же нравственности, т. е. разумного самоуважения и уважения ближнего.
«Ю. Бондарев»
Лишь утратив всё до конца, мы обретаем свободу.
«Тайлер Дерден»
Свобода в том, чтобы не пришлось о чем-то сожалеть.
«Джон Милтон»
Свобода не в том, чтоб не сдерживать себя, а в том, чтоб владеть собой.
«Федор Михайлович Достоевский»
Многие из нас стремятся к свободе, забывая о том, что плата за неё - одиночество.
Свобода означает, что мужественные, воинственные и победоносные инстинкты господствуют над другими инстинктами.
«Фридрих Ницше»
Свободу причисляют к самым возвышенным чувствам, поэтому и ложь о свободе считается возвышенной.
«Франц Кафка»
Свобода лежит в самом Сердце твоей готовности все «потерять».
«Карл Ренц»
Не заставляй человека делать то, что хочешь ты. Если он тебе дорог, дай ему свободу, и он тебя не подведёт.
Сколько еще человечеству нужно простоять в пробках, чтобы люди перестали считать автомобиль символом свободы?
«Софи Ханна»
Женитьба хороша, целомудрие еще лучше, но лучше всего свобода.
«Мартин Лютер»
Цитаты про свободу
Свободным я считаю того, кто ни на что не надеется и ничего не боится.
«Демокрит»
Свобода — это не то, что вам дали. Это — то, что у вас нельзя отнять.
«Вольтер»
Свобода есть благо, которое позволяет пользоваться прочими благами.
«Ш. Монтескье»
Ни один человек не борется против свободы, - борется человек, самое большое, против свободы других.
«К. Маркс»
Только свободные умы ощущают тяжесть своих цепей.
«Ж. Вольфром»
Человек обязан быть свободным всегда в рамках ответственности.
«У. Фолкнер»
Тот, кто может быть счастливым в одиночестве, является настоящей личностью. Если твое счастье зависит от других, то ты раб, ты не свободен, ты в кабале.
Цитаты про свободу — «Ошо»
Нужно зависеть только от себя самого. Люди свободны, и привязанность - это глупость, это жажда боли.
«Оскар Уайльд»
Свободен лишь тот, кто может позволить себе не лгать.
«Альберт Камю»
Свобода - это конечно хорошо, но иметь человека, который заботится о тебе и о котором заботишься ты - это намного круче.
Кто не обладает мужеством рискнуть жизнью для достижения своей свободы, тот заслуживает быть рабом.
Определяя свободу, мы её ограничиваем, ограничивая её, мы её убиваем.
«Уилл Роджерс»
Помните: цена, которую приходится платить за свободу, уменьшается, когда растет спрос.
Женихи и невесты
Как и любая теория, та, что разработана лауреатами Нобеля-2012, обращена к некоторым формализованным объектам. Как условную задачу нужно рассматривать и следующую: есть четыре жениха и три невесты, хорошо знакомые друг с другом. Нужно не просто их переженить, но и сделать так, чтобы все были максимально довольны.
Каждая женитьба приносит пользу (outcome) как жениху, так и невесте, но каждому свою. Польза определяется только тем, как одна сторона воспринимает другую.
На величину этой пользы можно повлиять только сменой партнера, и никак иначе. Условность, конечно, но очень близкая к реальности. В этой ситуации вроде бы нет рынка как такового, никто не торгуется, нет равновесия спроса и предложения, равновесных цен.
Можно предположить, что как раз удаленностью коалиционных моделей от классической рыночной схемы объясняется то, что коалиционные игры так долго игнорировались Нобелевским комитетом. Но Л. Шепли доказал, что существует точка равновесия, когда все женитьбы максимально удачны, а следовательно, и браки будут стабильными.
Шепли предложил распределение выигрышей между участниками коалиции, при котором доля выигрыша отдельно взятого участника является функцией от его вклада в совокупный выигрыш. Такое распределение выигрыша носит название вектора Шепли. Впоследствии появились векторы Шепли – Фолкмана, Ауманна – Шепли, Шепли – Шубика и многие другие. Каждый игрок получает особую оценку – «стоимость Шепли» (Shapley value), определяемую его ожидаемым вкладом при участии во всех возможных коалициях (она задается на основе аксиом, предложенных Шепли в 1953 г.). С учетом этого доля каждого игрока в любом коалиционном «пироге» однозначно определяет и предпочтения, и оптимальное решение. Э. Рот позже предложил альтернативную аксиоматику для «стоимости Шепли», которая приводит к близким решениям.
Таким образом, наряду с вкладом в экономическую теорию, работа лауреатов 2012 г. приносила и уже 60 лет приносит конкретную практическую пользу.
Нет ничего практичнее хорошей теории
Весьма интересный объект исследований лауреатов – так называемые сваливающиеся (unraveling) рынки14. Относилось это явление, прежде всего, к рынкам труда. На таком рынке есть вакансии и соискатели. Когда их число примерно одинаково, то рынок работает нормально. Рынок начинает сваливаться (еще один перевод – «распутываться»), когда либо вакансий существенно больше, либо больше тех, кто ищет работу. Сравнивать структуру тех и других по специальностям, месту расположения фирмы или по уровню зарплаты – дело почти безнадежное. Поэтому в исследованиях дифференциация и резюме, и вакансий зачастую ограничивалась распределением фирм и запросов по величине компаний: очень крупные отделялись от более мелких. При этом превышение численности желающих получить работу измеряется опережением потока заявок на работу и в оценках увеличения времени поиска приемлемого места работы.
Ясно, что «сваливание» рынка может наступать по многим причинам и быть как эффективным, так и неэффективным. Эффективное сваливание рынка – такое, вследствие которого стратегии компаний и людей, пытающихся найти работу, эффективно изменяются, прежде всего, через корректировку времени ожидания удачного трудоустройства.
Широко распространено представление о том, что главная причина сваливания рынков труда – дефицит квалифицированной рабочей силы. Но в такой ситуации фирмы зачастую стремятся подавать объявления о вакансиях пораньше. В экспериментах Э. Рота подтвердилась гипотеза, согласно которой не всегда дефицит работников приводит к сваливанию рынка, поскольку работники уже знают о дефиците и потому не торопятся быстро принимать предложения от второстепенных фирм. И в модели, и в экспериментах баланс спроса и предложения оказывается возможным через простое регулирование времени ожидания.
В моделях Э. Рота и его соавторов качества работников и фирм напрямую не делятся по уровню (высокий – низкий) или по отраслям и специальностям. Компании делятся на крупные (элитные) и малые (обычные). Например, федеральные суды считаются элитным местом труда для выпускников юридических вузов.
Результаты исследований убедительно показали, что на таких рынках очень редко существует жесткая конкуренция между крупными и мелкими компаниями, динамика каждого из двух сегментов рынка труда относительно независима15.По этой причине уход от сваливания может различаться для элитных и для обычных фирм.
Разработанная лауреатами теория устойчивого образования сочетаний пар может быть практически применима при приеме людей на работу, детей – в школы и абитуриентов – в вузы, при распределении выпускников вузов, при поиске покупателем товара и т.д. Э. Рот успешно использовал математические алгоритмы для таких проблем, как распределение учащихся по школам в Нью-Йорке и сведение доноров почек с реципиентами.
В 1952 г. в США был создан национальный информационный центр для поддержки трудоустройства молодых врачей – National Resident Matching Program (NRMP). Он взял на себя координацию процесса распределения на основе добровольного участия. В сжатые сроки оказались охваченными все выпускники, у которых практически устранялись стимулы к смене мест работы.
Э. Рот в 1984 г. показал, что в основе успеха – алгоритм поиска стабильных пар, идентичный предложенному в 1962 г. Д. Гейлом и Л. Шепли. В чем-то этот случай напоминает еще один эпизод из истории математических методов в экономике. Уже после присуждения премии Л. Канторовичу и Р. Данцигу было показано, что предложенный ими симплекс-метод использовался в средние века аптекарями Амстердама. Но в то время не было даже символьной записи уравнений.
В первом варианте алгоритма Э. Рота предлагающей стороной были больницы с дефицитом врачей, зависимые от пожеланий выпускников. Они получали преимущество первого хода, то есть выбирали молодых врачей, при этом госпитали упорядочивались по мере убывания остроты дефицита. Когда я заканчивал институт, при распределении молодых экономистов алгоритм был обратным: мы выбирали места работы, при этом нас упорядочивали по сумме баллов, полученных за все время учебы. Прилежание в учебе стимулировалось, а стабильность кадров – нет. Плохие места работы доставались наименее успешные в учении. Дескать, так им и надо.
В 2003 г. Э. Рота заинтересовали сразу две практические проблемы. Первая – выбор школ учениками Нью-Йорка. По разработанной им методике можно было подобрать для каждого старшеклассника подходящую для него существующую школу, а школе – получить подходящего для нее ученика из тех, кто школу выбирает. «Алгоритм отложенного одобрения» основан на согласовании двух порядков убывания предпочтений – школьников – с одной стороны, и школ – с другой.
При системе, существовавшей до внедрения методов Э. Рота, 30 тыс. школьников перечисляли пять наиболее предпочтительных для них школ. Школы по характеристикам школьников отбирали тех, кто для них казался наиболее предпочтительными. После трех этапов выбора неустроенных распределяли по школам в административном порядке.
Система Э. Рота, основанная на модернизированных алгоритмах Л. Шепли и Д. Гейла, оказалась эффективной: уже в первый год численность школьников, желающих перейти в другую школу, снизилась на 90%. При знакомстве с этой системой у российского читателя должно появиться ощущение полной закрытости нашей системы распределения учеников по школам в крупных городах.
Вторая проблема, которая также начала исследоваться в 2003 г. – пересадка почек. В США ежегодно из-за нехватки органов умирает 4 тыс. пациентов, а в очереди на пересадку почек – 85 тыс.16 Обычно при пересадке почки соглашаются быть донорами ближайшие родственники. Но не всегда генетическая близость допускает возможность такой пересадки. По этой причине появляется потребность в системе, которая бы стыковала между собой пары уже согласившихся на пересадку родственных пар «реципиент – донор» и формировала из этих разрозненных пар сеть. В такой сети появляется возможность обмениваться органами с другими родственными парами, органы которых (чаще всего, это почки) оказались несовместимыми для прямой пересадки. Математические методы оптимизации в данном случае требуются более сложные, чем при нахождении оптимальных пар «жених – невеста».
Идея нашла отклик как в математических, так и в экономических и медицинских журналах. При этом особенно поражает, что экономические аспекты создания сети пересадок органов обсуждаются как раз в журнале по трасплантологии17.
Вообще история пересадок почек может показать, как инновационная медицинская технология постепенно превращается в проблему, интересную для экономистов-математиков18. Предложение о возможности пересадки почки от родственника было высказано в 1986 г., в 1991 г. в Корее осуществили первую пересадку, а в 1995 г. там же начались комбинированные пересадки почек, в которых участвовали по три или даже четыре родственные пары «реципиент – донор». Такие небольшие сети можно было сформировать и без математики. В 1999–2000 гг. первые пересадки почек были выполнены в Европе и США. Уже в 2001 г. на основании корейского опыта был создан консорциум по обмену почек в штате Огайо. В 2004 г. в Голландии была принята государственная программа по многостороннему обмену почками, в США она появилась только в 2010 г. Но за это время была проделана огромная подготовительная работа: формирование информационной сети о родственных парах «реципиент – донор» (2005 г.), соглашение между 70 центрами страны по пересадке почек и первая сеть из 10 родственных пар (2007 г.), создание национальной системы регистрации почек (2008 г.).
Так что не надо думать, будто пересадка почек – это сфера, какой занимаются за неимением лучших приложений. В открытом мире, где мало что значат границы между странами и между науками, сначала формируется потребность в математиках или экономистах, затем она оформляется организационно. Тогда уж ученые приходят сами.
«Нет ничего практичнее хорошей теории»
Математика – это искусство давать разным вещам одно наименование.
Анри Пуанкаре
Говорят, эту фразу любил повторять академик Николай Николаевич Боголюбов – в течение многих лет директор Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, – как бы опровдывая труд физиков-теоретиков, понятный лишь узкому кругу специалистов. Сегодня, когда наука должна едва ли не ежедневно отчитываться перед обществом и государством, худо ли бедно, но субсидирующими фундаментальные и прикладные исследования, работы, о которых пойдет сегодня речь, могут послужить ярким и наглядным подтверждением этой самой практичности.
Весной прошлого года стало известно, что Технический комитет по колебаниям и звуку Американского общества инженерое-механиков присудил главному научному сотруднику Лаборатории теоретической физики (ЛТФ) имени Н.Н. Боголюбова Виктору Козьмичу Мельникову премию имени И.О. Миклестада – за выдающийся вклад в изучение динамики нелинейных систем. Эта престижная премия была вручена лауреату на конференции Общества е Питтсбурге (США) 12 сентября прошлого года. Им была подтверждена гипотеза о так называемом расщеплении сепаратрис, высказанная Анри Пуанкаре еще в конце XIX века. Это явление играет фундаментальную роль в теории колебаний и привело к пересмотру многих научных результатов. Метод, развитый в работах ученого, теперь известен как метод Мельникова, ныне вошедший вс многие учебники. А с значимости его исследований свидетельствует тот факт, что их выдвижение на премию поддержал нобелевский лауреат И. Р. Пригожий. Правда, соглашаясь на интервью, Мельников сразу оговорился: «Мне очень трудно в деталях, без помощи мела и доски объяснить суть исследований. Понимаете, мне удалось доказать существование некоего механизма, написать формулы, и сказалось, что этот механизм является весьма универсальным, а формулы очень полезными, особенно при изучении систем со слабым трением… Что-то вроде движения на льду». Итак, слово – лауреату, расспрашивать которого редакция попросила нашего специального корреспондента Евгения Молчанова.
В. Мельников: – …Обычно престижные премии присуждаются за устоявшиеся, признанные мировым научным сообществом результаты. Работами, которые положены в основу того, что теперь называют методом Мельникова, я начал заниматься в середине пятидесятых годов… прошлого столетия. Тогда я учился на пятом курсе мехмата МГУ, и Юрий Степанович Саясов, очень одаренный ученый, человек с большой интуицией, о котором у меня на всю жизнь сохранились самые теплые воспоминания, предложил мне решить чисто математическую задачу, важную для исследования определенного вида колебаний в некоторых типах ускорителей заряженных частиц.
Осенью этого года исполнится 45 лет с тех пор, как я работаю в Дубне.
Здесь в какой-то мере сыграло роль мое сотрудничество с Саясовым, он этому поспособствовал. Не могу сказать, что жизнь здесь оказалась совсем безоблачной, но самое главное – у меня с самого начала была возможность заниматься тем, что меня интересовало. Хотя «сверху» и выдавались задания, но они как-то соприкасались с моей основной деятельностью. Например, решая задачу о фазовых колебаниях частиц в ускорителе, я подошел к задаче Анри Пуанкаре о растеплении сепаратрис.
Е. Молчанов: – И что же?
В. Мельников: – Это явление Пуанкаре предсказал еще в конце XIX века. В своем трактате «Новые методы небесной механики» он коснулся поведения динамических систем в резонансной области. Но общая картина при этом оказалась столь сложной, что классик не взялся ее описать на математическом языке. Оставил, так сказать, потомкам… И так получилось, что более чем семьдесят лет спустя, в работе 1963 года, мне это удалось.
К моему большому сожалению и даже, может быть, стыду, я не был в то время знаком с этой работой Пуанкаре. Однако, оглядываясь назад, не могу сказать, что невежество играет в науке такую уж отрицательную роль. Часто человек, не знающий о трудности задачи, которая представлялась не решаемой многим его именитым предшественникам, очертя голову бросается на ее штурм. Я был тогда молод, всего двадцать пять лет, и был полным невеждой. А работа была сделана в очень удачное время, когда многие области естествознания – математика, физика, химия, биология – нуждались в нелинейных уравнениях для описания всевозможных процессов.
Мой коллега недавно посмотрел в Интернете, в каких областях применяются мои результаты. Оказалось, это задачи весьма разного толка, в том числе даже из общественных наук. За последние сорок лет где только этот феномен не использовался! Есть сложные процессы в описании океанических течений, распространения очага возгорания, есть сейсмологические проблемы, особенности передачи импульсов в нервных процессах, расчеты космических орбит искусственных спутников. И уж совсем далеко от естественных наук – моделирование экономических процессов…
Е. Молчанов: – Если попытаться перекинуть мостик от начала вашей работы к настоящему времени – как, на ваш взгляд, изменилось отношение общества к науке?
В. Мельников: – Если говорить о бывшем Советском Союзе, то, например, в республиках Средней Азии наука, на мой взгляд, оказалась в совершенно безнадежном положении – недавно я рецензировал одну работу из Узбекистана, это были и смех, и слезы. В России положение, конечно, несколько получше. Как я думал, те жесткие обстоятельства, которые сложились в начале девяностых годов, должны были очистить нашу науку от чрезмерного балласта, который накопился в ней в советское время. Но получилось наоборот – самые талантливые уехали из России, а здесь осталось очень много бездарной серости.
Честно говоря, я не знаю, что делать, но некоторые действия правительства производят удручающее впечатление. Создано Министерство промышленности, науки и технологий…
Е. Молчанов: – И сразу злые языки подхватили, что науку задвинули между промышленностью и технологиями.
В. Мельников: – Может быть, для развития прикладных наук это и хорошо, но ведь фундаментальные требуют совсем немного денег (мне, чтобы написать работу, о которой мы с вами говорим, потребовались только пузырек чернил, перо и зарплата за год- полтора). И все-таки какое-то минимальное финансирование необходимо! Сегодня ученому нужны комфортные условия жизни и работы, общение с коллегами. Интернет и электронная почта – это великие вещи. Но мне нужно видеть выражение лица собеседника, и никакой компьютер не заменит живого человеческого общения (разве что телефон вместе с телевизором, но в настоящее время это очень дорого).
Еще меня поражает то, что Государственная премия, которая дается коллективу ученых, работавшему над сложнейшей проблемой в течение нескольких лет. составляет 10 тысяч долларов. А спортсмен, победивший на Олимпийских nipax, получает 50 тысяч. Есть разница? Недавно президент России объявил, что он учредил в этом году для выдающихся спортсменов тысячу стипендий по 15 тысяч рублей в месяц. Члены Российской академии наук получают гораздо меньше. Что же выходит, нам нужны здоровые люди, а умные – не нужны?
…Наука – вещь, непонятная чиновникам. Причем чиновник может быть и близок к ней, но считает, что она – это план, одобренный сверху. В науке вообше очень сложно планировать, особенно если этим занимаются люди, не обладающие широким кругозором и решающие вследствие этого частные проблемы. Природная узость мышления, недостаток интуиции и общей культуры, присущие некоторым «чиновникам от науки», могут привести к деградации науки вообще. Но всегда остаются энтузиасты, благодаря которым мысль опережает время…
Е. Молчанов: – Давайте теперь вспомним о вручении вам премии имени И.О. Миклестада.
В. Мельников: – Дело происходило в Питтсбурге, в большом конференц-зале отеля «Хилтон», как раз во время трагических событий, наложивших свой отпечаток на всю мою командировку. 11 сентября я должен был выступить на конференции с «лауреатской лекцией», и часа за два до намеченного времени поднялся в номер гостиницы, чтобы отдохнуть и подготовиться к докладу. Вскоре ко мне зашли двое американских коллег и, ни слова не говоря, включили телевизор… Происходившее на экране напоминало сцены фильмов ужасов или космических войн, и только когда я обратил внимание на бегущую строку; – понял, что весь этот ужас – не выдумка, а трагическая реальность…
До самой лекции мы словно в каком-то оцепенении сидели у экрана, и это состояние не покинуло меня и, кажется, весь зал, когда в полной тишине началась моя лекция. Уложился я минут в сорок-пятьдесят, и после лекции, без дискуссии, слушатели в молчании разошлись.
Е. Молчанов: – Один из объективных показателей творческой активности ученого, значимости его научных работ – так называемый индекс цитируемости в престижных научных изданиях. Ваш индекс чрезвычайно высок. А приходилось ли вам сталкиваться с проблемами защиты интеллектуальной собственности?
В. Мельников: – В математической физике, которой я занимаюсь, охрана интеллектуальной собственности – это публикации в журналах. Ничего другого нет. И человек, который использует мои результаты, либо ссылается на них, либо нет. Либо ссылается, так сказать, сквозь зубы. Наиболее полно и доброжелательно на мои работы ссылаются коллеги в США. Похуже – в Европе. И довольно плохо – в России. Некоторое время назад в нашу лабораторию приезжал ученик одного довольно известного московского ученого и пытался доложить… мои собственные результаты. В ответ на мое замечание он ответил фразой, свидетельствовавшей о плохом понимании ситуации. Я подумал, что он круглый невежда и просто не знает некоторых общеизвестных вещей. Но вы знаете, это его даже не обескуражило!
Е. Молчанов: – Может быть, его просто плохо воспитали? Существуют же в науке вообще и в школах, созданных крутыми учеными, понятия профессиональной этики, нравственности, наконец, просто человеческой порядочности. //, кстати, что бы вы хотели пожелать вашим молодым коллегам?
В. Мельников: – Главное в науке – это самостоятельность. Замечу в скобках: в разумных пределах. Начинающий ученый не должен находиться под тотальным контролем своего шефа. Завершать его незаконченные работы и развивать его идеи, которые постаревший шеф в силу своего возраста просто уже не в состоянии развивать. Он должен искать свои пути, получать свои результаты, и его взгляд должен устремляться в будущее, а не в прошлое. Все это, по-моему, очень важно и в целом для науки в России. И, тем не менее, это не отрицает преемственность в науке, которая существует не только между учителем и учеником, но и между учителем и многими поколениями учеников его учеников.
В затемненном покое крутится на токарном станке укрепленный стеклянный шар. Нога в грубом черном башмаке и белом чулке упруго нажимает на педаль. Большие ладони скользят по гладкой стеклянной поверхности. Из шара вытянут насосом воздух. И вот разреженное пространство внутри стеклянного шара начинает светиться... "Что видимое сияние в месте, лишенном воздуха, произведено быть может, в том мы искусством уверены..." - запишет позже экспериментатор в тетради. И добавит: "Возбужденная электрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает, которые в мгновение ока исчезают, и в то же время новые на их места вскакивают, так что беспрерывное блистание быть кажется. В северном сиянии всполохи или лучи;., вид подобный имеют..." Это писал Михаил Васильевич Ломоносов. Немало времени провел он в "електрической каморе" - в физической лаборатории, где стояли академические приборы.
Долгое время существовало предположение, что полярные сияния происходят в самой атмосфере. Но однажды в Петербурге, "учинив сравнение с ними" высоты зари, вывел он, что "вышина верхнего края дуги около 420 верст" (примерно 450 км). А это означало, что полярные сияния происходят выше воздушного слоя.
Сегодня специалисты установили, что нижняя граница полярных сияний находится примерно в сотне километров от поверхности Земли и простирается вверх на 100-200 километров, а может подниматься и до 400, 600, а то и до 1000 километров над Землей.
В 1751 году на заседании Конференции Академии наук Михаил Васильевич говорил об электрической природе наблюдаемого явления. Интересно отметить, что Франклин пришел к той же мысли почти одновременно с Ломоносовым. А епископ Бергена Э. Понтопидан, занимавшийся в то же время вопросами натурфилософии, очень образно сравнил Землю с вращающимся стеклянным шаром электрической машины. При этом электрические заряды такой машины он уподоблял вспышкам полярных сияний. Такой вывод в то время был далеко не очевидным. И предположения шведского физика и астронома А. Цельсия о том, что полярные сияния это не что иное, как отблески снегов, лежащих на горных вершинах, казались современникам значительно более убедительными.
Ломоносов был очень приметливым человеком. Но основные его воспоминания о полярных сияниях основывались на детских и отроческих впечатлениях, пока он "жил до возраста в таких местах, где северные сияния часто случаются". И теперь, объявляя сходство их с электрическими разрядами, он считал, что "електрическая сила, рождающая северное сияние", обязана своим существованием тому же трению, только не ладоней о стекло, как в лаборатории, а воздушных потоков друг о друга. Для объяснения полярных сияний это было неверно, по какие далеко идущие аналогии можно вывести из этого предположения, рассматривая, в частности, современный механизм образования грозы.
"Нет ничего практичнее хорошей теории", - говорим мы сегодня, в конце XX столетия. Двести лет тому назад теория с практикой были связаны не столь тесно. В науке об электричестве еще не были открыты даже основополагающие законы, не существовали те основные понятия, которыми мы пользуемся теперь. Хорошая теория электричества была крайне нужна, чтобы от гипотез о механизме электрических явлений перейти наконец к прогрессивной ньютоновской программе - к нахождению механической силы, измеряющей взаимодействие между наэлектризованными телами.
Потому и возникло предложение Петербургской Академии- "сыскать подлинную електрической силы причину и составить точную ея теорию".
В ту пору, как писал француз Лемонье в статье "Электричество", помещенной в знаменитой "Энциклопедии", издававшейся Д. Дидро, "мнения физиков относительно причины электричества расходятся: все они, впрочем, согласны в том, что существует электрическая материя, которая более или менее собирается вокруг наэлектризованных тел и которая вызывает своими движениями наблюдаемые нами электрические явления, но каждый из них по-разному объясняет причины и направления этих различных движений".
Во Франции теорию Франклина о существовании электрической жидкости, "электрической субстанции", обходили молчанием. Не одобряли ее и в России. Ломоносов и Рихман были противниками ньютонианских сил, предпочитая взгляды Декарта о существовании вихрей во всемирном эфире. По этой причине не соглашались они и с Франклшговой теорией.
К 1756 году, когда окончился срок конкурса, в Академию поступило довольно много работ. Лучшей была признана присланная из Берлина и подписанная именем Иоганна Эйлера, сына великого математика. Сам Леонард Эйлер права участвовать в конкурсе не имел, поскольку являлся членом Собрания Петербургской Академии. Однако, после того как результаты конкурса были объявлены и работа получила премию, Эйлер признался в обмане - ученые записки принадлежали ему. Свои рассуждения Эйлер строил на предположении, что сверхтонкая материя, создающая электрические силы, есть не что иное, как светоносный эфир. И все известные исследователям электрические явления относил за счет "нарушений равновесия в эфире", сгущения его или разряжения вблизи электризуемых тел. Таким образом, он обходился без введения "специальной электрической материи" Франклина.
Несмотря на то что теория Эйлера исходила из картезианских воззрений, отрицавших "электрические материи", и основывалась на явлениях в эфире, Ломоносов, по-видимому, не был удовлетворен ею полностью. В том же 1756 году он написал диссертацию "Теория электричества, разработанная математическим способом", которая осталась неопубликованной. В ней Михаил Васильевич писал: "Электрические явления - притяжение, отталкивание, свет и огонь - состоят в движении. Движение не может быть возбуждено без другого движущегося тела". Электризация, по гипотезе Ломоносова, обусловливалась вращательным движением частиц внутри вещества и в окружающем пространстве.
Обе теории были принципиально новыми, потому что сводили причину электрических явлений не к свойствам мифической жидкости, а к специфическим формам движения эфира, признанного реально существующим наукой того периода. Теории Эйлера и Ломоносова носили чисто электростатический характер. Отрицая движение электрической жидкости - электрического тока, они приводили к неправильному представлению о грозозащите и об устройстве громоотводов.
По мнению Ломоносова, надежным громоотводом могли служить изолированные "электрические стрелы", которые должны были отводить в землю не электрический заряд, а "електрическую силу". Потому и устанавливать их он предлагал не на крышах зданий, а на пустырях, подальше от строений, "дабы ударяющая молния больше на них, нежели на головах человеческих и на храминах (т. е. на зданиях - А. Т.) силы свои изнуряла".
В принципе не заземленный громоотвод тоже способствовал разряду и отводил молнию в землю через окружающий воздух. Но при заземлении этот процесс, конечно, происходил несравненно спокойнее.
Второй надежный способ грозозащиты Михаил Васильевич видел в "потрясении воздуха", в том, чтобы "разбивать громовые тучи колокольным звоном". "Того ради кажется, - говорил он, - что не токмо колокольным звоном, но и чисто пушечной пальбою во время грозы воздух трясти не бесполезно, дабы он великим дрожанием привел в смятение електрическую силу и оную умалил".
Таким образом, более глубокие концепции электричества в принципиальном отношении у Эйлера и Ломоносова на практике приводили к неправильному конструированию громоотводов.
Идеи Франклина в России получили дальнейшее развитие в работе Эпинуса, вышедшей в 1759 году в Санкт- Петербурге. Тридцатитрехлетний профессор астрономии Берлинской Академии наук и астроном Берлинской обсерватории Франц Ульрих Теодор Эпинус всего два года назад переселился в Россию, приняв предложение войти в члены Петербургской Академии.
В первые же годы жизни в Петербурге Эпинус развивает бурную деятельность. Он пишет работу о возвращении комет, о способах "поправления морского компаса и магнитных стрелок", об "умножении силы в натуральных магнитах". И наконец - большое сочинение "Опыт математической теории электричества и магнетизма", изданное отдельной книжкой. Эта работа изобиловала математическими выражениями, все они носили формально-описательный характер и нужны были, по выражению самого автора, лишь для того, "чтобы избежать излишней пространности обычной речи". Никаких расчетов по этим "формулам" делать было нельзя * . Однако профессор Эпинус высказал немало замечательных мыслей, характеризующих не только его научную эрудицию, но и подлинный дар научного предвидения. Так, он отмечает, что неизвестный никому вид закона электростатического и магнитостатического воздействия представляется ему похожим по форме на закон тяготения. "Я охотно утверждал бы, - писал он, - что величины изменяются обратно пропорционально квадратам расстояний... В пользу такой зависимости, по-видимому, говорит аналогия с другими явлениями природы".
* (См.: Дорфман Я. Г. Всемирная история физики, т. 1, М., 1974, с. 291 )
Пройдет 26 лет, и в 1785 году французский физик и военный инженер Шарль Огюстен Кулон установит основной закон электростатики, подтвердив предвидения Эпинуса. А три года спустя тот же Кулон распространит свой закон и на взаимодействие точечных магнитных полюсов, заложив тем самым основы электро- и магнитостатики.
В уже упоминавшейся выше работе Эпинус использует представление о "сгущении" электрической жидкости, приближаясь тем самым к понятию электрического потенциала * . И даже приходит к понятию электроемкости, предвосхитив тем самым английского физика и химика Генри Кавендиша, строго сформулировавшего это понятие 10-12 лет спустя.
* (См.: Дорфман Я. Г. Всемирная история физики, с. 291 )
В работе Эпинуса есть и другие интересные предвидения, реализованные позже учеными.
Франц Ульрих Теодор Эпинус, физик, член Петербургской Академии наук с 1756 года, родился в 1724 году в городе Ростоке в семье пастора. В том же городе поступил в университет, откуда уходил в Иену, по обычаю буршей, меняющих университеты. Однако, в конце концов, снова вернулся в Росток, где и получил степень доктора медицины.
После окончания учебы Эпинус некоторое время работал приват-доцентом в том же университете, преподавал астрономию и физику. Но вскоре переехал в Берлин, где получил должность профессора астрономии при Академии наук. Одновременно он выполнял обязанности астронома при обсерватории.
В Берлине Эпинус познакомился с молодым, только что окончившим Ростокский университет Иоганном Карелом Вильке.
В то время многие физики были увлечены загадкой удивительных кристаллов, привезенных голландскими купцами в начале столетия с острова Цейлон. Назвали этот камень турмалином, или турмалем. Он бывал разного цвета, и его прозрачные кристаллы ценились наравне с индийскими рубинами и другими драгоценными камнями. Но физиков привлекало то обстоятельство, что стоило нагреть турмалин на огне, как он тут же начинал притягивать к себе и отталкивать частички золы. Его даже прозвали за это "зольным камнем".
Знахари и "специалисты" черной и белой магии платили за кристаллы турмалина бешеные деньги. Надетый на шею или на палец при восходе солнца турмалин обещал своему владельцу счастье на целый день. Особенно хорошо помогал он в осенние дни. Впрочем, по данным современных ювелирных фирм, турмалин может принести счастье своему владельцу и в феврале, и в мае, и в августе...
В 1717 году удивительные свойства турмалина рассматривались на заседании Парижской Академии. Поскольку его притягивающая сила была признана магнитной, то минерал получил название "цейлонского магнита".
Молодой шведский врач Каролус Линнеус, в будущем знаменитый естествоиспытатель и почетный член многих академий Карл Линней, одним из первых стал сомневаться в магнитной природе силы турмалина. Линнеус читал лекции по минералогии и пробирному искусству, занимался медицинской практикой и еще находил время для обдумывания и подготовки своей "Системы природы".
Линней предположил, что сила притяжения турмалина при его нагревании имеет электрическую природу. И хотя у ученого не было доказательств, он назвал минерал "Lapis electricus".
После серии опытов Эпинусу и Вильке удалось доказать, что при неравномерном нагревании турмалина на его противоположных сторонах возникают электрические заряды. По сути дела было открыто новое природное явление - еще одно проявление электрических сил, показывающее их связь с теплотой. Результаты опытов Эпинус опубликовал в мемуарах Берлинской Академии. Они обратили на себя внимание ученого мира. И в том же году молодой профессор получил не только лестное, но и выгодное приглашение - переехать в Россию, занять должность профессора физики Петербургской Академии наук.
На новом месте Эпинус проявляет завидную энергию и работоспособность. Он пишет популярные статьи, которые помещаются в академических изданиях. Пишет и ту замечательную работу, с которой мы начали знакомство с ним, - "Опыт математической теории электричества и магнетизма".
Во введении автор рассказывает, как открытый им пироэлектрический эффект в турмалине натолкнул его на мысль о глубоком сходстве электрических и магнитных явлений. Ведь до этого только магнит имел всегда два полюса, а теперь и нагретый турмалин оказался обладателем дипольного эффекта. Вот только почему? В чем причина обнаруженного явления? Однако Эпинус отказывается даже от обсуждения сил притяжения и отталкивания. При этом он ссылается на Ньютона, который также не занимался, по его мнению, выяснением причин всемирного притяжения. Правда, при этом автор трактата, чтобы избежать обвинений в эпигонстве, подчеркивает: "Я отнюдь не считаю их, как поступают некоторые неосторожные последователи великого Ньютона, силами внутренне присущими телам, и я не одобряю учения, которое постулирует действие на рас-стоянии. Действительно, я считаю несомненной аксиомой предположение, по которому тело не может производить никакого действия там, где его нет". Значит, силы притяжения и отталкивания, действующие на расстоянии, в его работе - лишь условное допущение. По мысли Эпинуса - это универсальное свойство электрических зарядов, точно так же, как всемирное притяжение - универсальное свойство масс в механике Ньютона. А за субстанцию, обладающую свойствами электрического притяжения и отталкивания, Эпинус принимает некую единую электрическую жидкость, предложенную Франклином в своей теории.
Частицы электрической жидкости отталкиваются друг от друга, но притягиваются обычной материей. Они свободно проникают через поры одних тел и с трудом преодолевают другие. Первые, как мы можем легко понять, являются проводниками электричества, вторые - изоляторами. И все электрические явления, известные современной науке, Эпинус делит на два ро-да. К одному относит все, что связано с переходом электрической жидкости от одного тела к другому. Примером могут являться искры, возникающие при электризации тел. К другому - притяжение и отталкивание.
По аналогии с гипотезами, высказанными в теории электричества, Эпинус строит и теорию магнетизма. Он предполагает существование магнитной жидкости, частицы которой взаимно отталкиваются. Точно также делятся и тела: одни проявляют индифферентность, безразличие, к частицам магнитной жидкости (они являются аналогами диэлектриков), другие притягивают ее частицы (они являются проводниками).
Правда, закон Ньютона утверждал, что все тела природы связаны друг с другом силами притяжения, а если принять теорию единой электрической жидкости, то она приводила к тому, что материальные частицы должны отталкиваться друг от друга. Это обстоятельство немало смущало Эпинуса и его соратников. Позже ученый выдвинул предположение, что закон Ньютона применим к телам, содержащим естественное количество электрической жидкости. Это позволило обойти затруднения в формальном смысле, но убедительности теории не прибавило. И потому многие выдающиеся физики отказались принять франклиновскую унитарную теорию. Высоко оценивая труды Эпинуса за то, что в них дана приближенная математическая теория взаимодействия электрических и магнитных тел, исследователи все же вернулись к идее электрических жидкостей. Интересно, что и для этого случая вычисления Эпинуса оставались справедливыми.
До появления работы Эпинуса физики были уверены, что взаимодействие электризованных тел с неэлектризованными вполне возможно. Эпинус же утверждал, что лишь после того, как заряд одного тела вызовет появление заряда на другом, они приходят во взаимодействие. Это было совершенно новым представлением, которое впоследствии пришлось весьма кстати, когда были открыты явления электрической и магнитной индукции и поляризации тел.
Интересно и утверждение петербургского профессора о том, что электрическая материя существует только в телах и отсутствует в пространстве, где действуют электрические силы. Здесь Эпинус довольно близко подходит к понятию электрического и магнитного поля, которое возникло и получило развитие в физике следующего столетия.
Работы Эпинуса сразу же стали широко известны и оказали большое влияние на взгляды физиков того времени, на развитие науки об электричестве. На его труды ссылались Кэвендиш и Кулон, о его теории писали Гауи и французские академики Лаплас, Кузен и Лежандр, а также Вольта и Фарадей...
Условия работы в академии были трудные. Одряхлевшего Шумахера заменил, по меткому выражению Ломоносова, "зять его, и имения, и дел, и чуть не Академии наследник" Тауберт - серая посредственность с угодливым характером. Этот академический советник держал себя всегда благопристойно и с достоинством, обладал в высшей степени умением вкрадываться в милость к знатным и пользоваться их расположением. Вместе с тем это был мелкий честолюбец и великий интриган... Другими членами канцелярии были назначены академики Ломоносов и Штелин. Ломоносов и Тауберт уже много лет питали друг к другу враждебные чувства. Понятно, что такое назначение не могло служить дальнейшему успеху работы канцелярии, да и всей Академии в целом.
К сожалению, Эпинус недолго занимался чисто научной деятельностью. Обласканный Таубертом, он полностью перешел на его сторону, стал в оппозицию Ломоносову и другим ученым, занявшись интригами и "искательством".
К 1758 году относится и его первый конфликт с Ломоносовым по поводу изобретенной тем "ночезрительной трубы". Вот как пишет о том сам Михаил Васильевич: "Подал советник Ломоносов в профессорское собрание проект о делании трубы, коею бы яснее видеть можно было в сумерках, и представил давно сделанный тому опыт. Физики профессор, что ныне коллежский советник, Эпинус делал на то объекции, почитая сие невозможным делом. Ломоносов немного после того спустя получил от камергера Шувалова присланную трубу того же сродства, и он представлял в доказательство своей справедливости. Однако профессор Эпинус не токмо слушать не хотел, но и против Ломоносова употреблял грубыя слова и вдруг вместо дружбы прежней стал оказывать неприятельские поступки. Все ясно уразумели, что то есть Таубертов промысел по шума- херовскому примеру, который ученые между профессорами споры, кои бы могли дружелюбно кончиться, употреблял в свою пользу, портя их дружбу. Все ясно оказалось тем, что Эпинус не токмо с Ломоносовым, но и с другими профессорами, ему приятелями, перестал дружиться, вступил в Таубертову компанию и, вместо прежнего прилежания, отдался в гуляние..."
В 1765 году Эпинус по желанию вступившей на престол Екатерины II принял на себя заботу о воспитании великого князя Павла Петровича. И с тех пор уже занимался только административной и государственной деятельностью.
Участвуя в придворных интригах, Эпинус забросил свои академические занятия, хотя и продолжал занимать должность. Как и большинство иностранцев, работавших в России, заботился главным образом о собственном благополучии. И это ему вполне удалось. Лишь в 1798 году в возрасте 74 лет он покинул русскую службу и перебрался в Дерпт (ныне Тарту), где через четыре года и умер.
