Вольфганг Паули: биография и научная жизнь

Сначала замечание по существу

Меня зовут Вольфганг Паули. В историю я попал как автор принципа запрета, но коллеги знали, что запрещать я умею и без принципа: например, выдавать неясную мысль за ясную физику. Это создало мне репутацию человека, после замечаний которого докладчику полезно немного посидеть. Репутация, как обычно, сократила оригинал. За суровым рецензентом были и очень ранний успех, и личный кризис, и эмиграция, и странная дружба с психологией. А родился я 25 апреля 1900 года в Вене — достаточно вовремя, чтобы старая физика начала меняться вместе со мной.

Отец, тоже Вольфганг, был врачом и исследователем физической химии. Мать, Берта Шютц, писала для газет; наша домашняя среда не страдала недостатком ни образования, ни мнений. Моим крёстным стал Эрнст Мах. Если искать символический подарок новорождённому теоретику, скептический философ в этом качестве смотрится удачно. Но взрослые интеллектуальные влияния не следует превращать в детскую легенду: никакой законченной программы переустройства физики в колыбели у меня не было.

В гимназические годы математика и физика уже занимали меня всерьёз. К окончанию школы в 1918 году я разбирался в теории относительности настолько, что мог не только восхищаться ею, но и писать о ней. Первая мировая закончилась, Австро-Венгрия распалась, а я отправился в Мюнхен к Арнольду Зоммерфельду. Вокруг было достаточно оснований обсуждать гибель прежнего мира. Я дополнительно хотел выяснить, что именно в новом описании атома держится на доказательстве, а что — на профессорском авторитете.

Двадцать один год и справочник для взрослых

У Зоммерфельда умели давать молодому человеку задачу существенно крупнее его паспортного возраста. Мне поручили обзор теории относительности для математической энциклопедии. Опубликованный в 1921 году текст оказался не ученической компиляцией: его высоко оценил сам Эйнштейн, а пользоваться им продолжали много лет. Здесь начинается опасная часть раннего успеха. Когда в двадцать один год тебе доверяют объяснять взрослым сложную теорию, очень легко решить, что взрослым вообще всё надо объяснять. Мои коллеги временами получали возможность проверить эту гипотезу лично.

Докторскую диссертацию я защитил в том же 1921 году. Она касалась молекулярного иона водорода и трудностей старой квантовой теории. Красивого окончательного решения не получилось, и это было содержательнее, чем притвориться, будто всё сошлось. Несостоятельность метода иногда видна именно там, где добросовестный расчёт отказывается выдавать нужный результат. Привычка не успокаиваться после первого правдоподобного объяснения останется со мной надолго; привычка сообщать об этом окружающим тоже.

Затем были Гёттинген у Макса Борна, Гамбург, Копенгаген у Нильса Бора. Молодая квантовая физика строилась не в одном тайном кабинете, а в переписке, поездках и спорах. Я учился у старших и довольно быстро перестал считать старшинство аргументом. С Бором можно было спорить часами, с Борном — разбирать математические затруднения, с Гейзенбергом — обсуждать ещё не оформившиеся идеи. Впоследствии из этого получится пантеон. В текущем времени это была работа с людьми, которые часто не знали ответа.

Гамбург: писать меньше, проверять жёстче

С 1923 года я преподавал в Гамбурге. Это не означало, что мой день стал образцом административно одобренной дисциплины. Я любил поздние разговоры и городскую жизнь; раннее утро не считалось моей сильной стороной. Но смешно было бы выводить из этого рецепт научного успеха. Кафе не заменяет расчёта, а поздний подъём сам по себе не приближает к открытию. Работал я напряжённо, много читал и умел надолго застревать на противоречии, которое другому человеку показалось бы достаточно аккуратно прикрытым.

В 1925 году появился принцип, позднее прочно связанный с моей фамилией. Подробную физику оставим другой статье. Для биографии важно, что я не стал после этого человеком одной удачи. Одновременно продолжались работы, обсуждения и письма, в которых новая квантовая механика проходила довольно болезненную проверку. Мой вклад иногда существовал не в виде очередной статьи с моим именем сверху, а в виде возражения, после которого чужую статью приходилось существенно переделывать. Это полезная работа, хотя автору переделываемой статьи она не всегда кажется праздничной.

Отсюда вырос фольклор о всесильном научном судье. Многие приписанные мне остроты передавались позднее в разных вариантах; обращаться с ними как со стенограммой не стоит. Ещё более свободно коллеги обращались с «эффектом Паули»: шутили, что возле меня ломаются экспериментальные приборы. Истории были замечательные, физический закон — отсутствовал. Теоретик, которому приписывают дистанционное воздействие на лабораторию, обязан хотя бы уточнить, что воспроизводимого механизма пока не предъявили.

Личная жизнь не прошла проверку на устойчивость

В 1927 году моя мать покончила с собой. Последующие семейные перемены, включая новый брак отца, я переживал тяжело. В 1929 году женился на танцовщице Кете Деппнер; брак быстро распался, развод состоялся в 1930-м. Перечень дат выглядит сухо, но это были годы глубокого неблагополучия. Научная одарённость не означает способности спокойно переносить утрату, строить отношения или вовремя остановить разрушительное поведение. Здесь моя критическая проницательность работала значительно хуже, чем в споре об атомных спектрах.

При этом карьера двигалась вверх. В 1928 году я получил кафедру в Цюрихской высшей технической школе, ETH. Университетская устойчивость и внутреннее расстройство прекрасно уживаются, хотя парадные биографии предпочитают выбирать что-нибудь одно. В Цюрихе мне предстояло строить собственную теоретическую среду; рядом работал экспериментатор Пауль Шеррер. Отношения с коллегами, занятия и научные задачи продолжались, пока частная жизнь требовала совсем другого рода помощи.

В начале 1930-х я обратился к Карлу Густаву Юнгу. Важно не склеивать всю эту историю в удобную картинку «Юнг лично лечил физика с первого дня»: первоначальная работа проходила с молодой аналитиком Эрной Розенбаум. Позднее между мной и Юнгом возникло продолжительное интеллектуальное общение. Я интересовался сновидениями, символами, психологией научных представлений. Но из этого не следует, что квантовую механику я вывел из сна или что любая красивая мистическая аналогия приобрела экспериментальное подтверждение. Такие рекламные расширения я бы сам первым попросил убрать.

Письмо с частицей и новый дом

В декабре 1930 года, посреди совсем не благополучного личного периода, я отправил участникам физического собрания в Тюбингене знаменитое письмо с предложением новой нейтральной частицы. Впоследствии она получила название нейтрино. История письма показывает неприятный для любителей ровных сюжетов факт: человек способен находиться в кризисе и одновременно делать важную научную работу. Ни кризис от этого не становится полезным методом, ни результат — менее серьёзным. Подробности самой гипотезы заслуживают отдельной главы, а не биографической сноски с формулами.

В 1934 году я женился на Франциске Бертрам. Этот брак оказался устойчивым и продолжался до конца моей жизни. После предыдущих потрясений домашняя опора имела огромное значение. Франциска позднее много сделала для сохранения моего научного наследия и переписки. За выражением «архив великого физика» часто исчезает человек, который этот архив собирал, сохранял и приводил в порядок. В нашем случае исчезать ей незачем. Детей у нас не было.

Работа в ETH оставалась центром жизни, но положение в Европе становилось всё хуже. Моё происхождение делало угрозу нацизма совершенно конкретной. После присоединения Австрии к Германии в 1938 году исчезла и прежняя государственная рамка моего гражданства. Попытки получить швейцарское гражданство не принесли быстрого успеха. Наличие кафедры, международной известности и выдающихся работ не означало, что чиновник обязан поставить нужную подпись. В науке мои возражения слушали внимательно; в паспортных делах этого навыка было недостаточно.

Америка: не отпуск и не окончательное переселение

В 1940 году мы с Франциской уехали в Соединённые Штаты. Я работал в Институте перспективных исследований в Принстоне. Это отдельное учреждение, а не просто другое название Принстонского университета: маленькая точность, которую биографии любят терять. Эмиграция дала безопасность и научное окружение, но отношения с цюрихскими коллегами и вопрос о возвращении оставались сложными. Пять лет войны трудно уложить в нейтральное слово «командировка», даже когда занимаешься теоретической физикой в хорошем кабинете.

Американские годы не были научной паузой. Я продолжал работать над квантовой теорией поля, участвовал в обсуждениях и преподавал. В 1945 году мне присудили Нобелевскую премию за принцип запрета. Торжественное признание пришло через двадцать лет после самой работы. Для науки такой интервал не редкость; для человека он означает, что публичный памятник иногда открывают давно знакомой версии тебя, тогда как текущая версия уже занята другими вопросами.

В 1946 году я получил американское гражданство, но вернулся в Цюрих. Швейцарским гражданином стал лишь в 1949-м. Этот маршрут не укладывается в простую формулу «выбрал одну родину и навсегда закрыл тему». Я был венским уроженцем, европейским физиком, военным эмигрантом и человеком с несколькими государственными статусами. Научная международность не отменяла ни личной привязанности к месту, ни бюрократии, ни памяти о том, как трудно было получить защиту вовремя.

Возвращение строгого рецензента — Последние споры

Возвращение строгого рецензента

После войны вокруг меня в ETH вновь сложился сильный круг теоретиков. Я продолжал требовать от работ точности, а от себя — права не принимать удобное объяснение только потому, что оно стало модным. Эта позиция приносила и пользу, и неприятности. Чрезмерно резкая критика способна обнаружить ошибку, но способна и отбить у молодого человека желание её исправлять. Описывать меня исключительно добродушным мудрецом было бы неточно; описывать исключительно научным хулиганом — тоже.

Переписка с Юнгом продолжалась. В 1952 году вышла книга, объединившая его исследование синхроничности и мою работу о представлениях Кеплера. Меня занимало, как до строгой формулировки научной идеи возникают образы, предпосылки и способы видеть мир. Это не означало отказа от проверки физических утверждений. Скорее я пытался различить две вещи, которые удобно смешивать: психологическую историю появления мысли и основание считать её верной. Первая бывает неожиданной. Второе от неожиданности не освобождается.

В 1956 году экспериментаторы Фредерик Райнес и Клайд Коуэн сообщили о регистрации нейтрино. Предложенная когда-то с большой осторожностью частица перестала быть только удобным выходом из теоретического затруднения. Приятно дожить до такого сообщения, хотя в научном смысле приятность ничего не доказывает: важен сам опыт. Моя жизнь к этому моменту уже вместила достаточно случаев, когда красивая идея не срабатывала. Поэтому экспериментальное подтверждение стоило ценить именно как подтверждение, а не как комплимент автору.

Последние споры

В конце 1950-х я обсуждал с Гейзенбергом новые попытки построить общую теорию элементарных частиц. Сначала участвовал с интересом, затем стал относиться к предлагаемому направлению существенно критичнее. Дружба и многолетняя история совместных споров не обязывали подписывать научный оптимизм оптом. В 1958 году я получил медаль Макса Планка. Поздние награды не сделали меня спокойнее в отношении незавершённых теорий: красивую рамку можно повесить на стену, но расчёт от этого не сходится.