Нобелевские премии по физике в контексте истории
Первая четверть XX века
Решение о присуждении Альберту Эйнштейну Нобелевской премии по физике было принято на пленарном заседании Шведской королевской академии наук 9 ноября 1922 года с формулировкой: «За заслуги перед теоретической физикой и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта». Как и в случае Макса Планка, премия относилась к предыдущему, 1921 году, когда никто из физиков не был награждён. С тех пор и по наши дни не утихают споры по двум вопросам: почему премию Эйнштейну дали так поздно и почему не упомянута его теория относительности — величайшее достижение человеческого гения в ХХ веке, совершённое одним человеком?
Большинство рассказов о том, как Эйнштейну присуждали Нобелевскую премию по физике, опираются на изложение Абрахама Пайса в главе 29 его знаменитой биографии Эйнштейна1. Судя по замечанию Пайса в начале главы, он получил информацию от учёного секретаря Нобелевского комитета профессора Бенгта Нагеля. Должен признаться, что мне ответы Пайса на отмеченные выше два вопроса о премии Эйнштейна кажутся неубедительными, в объективности профессора Нагеля есть серьёзные сомнения, и я постараюсь дополнить и исправить концепцию Пайса2. Прежде всего нужно подчеркнуть, что Нобелевские премии по физике фактически являются чисто внутренним делом Шведской королевской академии наук. Решение предлагает Нобелевский комитет, назначенный Академией, оно предварительно согласовывается с Физическим отделением (Классом) Академии и, наконец, окончательно утверждается на пленарном заседании всей Академии. Предлагать кандидатуры возможных лауреатов могут самые выдающиеся и уважаемые мировые научные светила, но нет никакой гарантии, что к их мнению шведские академики прислушаются и их рекомендациям последуют. Чаще всего мы наблюдаем противоположную картину: научный мир в один голос просит, даже требует дать премию одному кандидату, а шведские академики либо дают её другому, либо откладывают свой выбор на год. Внутренние взаимоотношения в рамках академической жизни Швеции, политические и человеческие симпатии и антипатии конкретных личностей, консерватизм научных взглядов и нежелание ссориться с коллегами в небольшом коллективе — все эти, казалось бы, мелочи играют иногда решающую роль в таком судьбоносном вопросе, как дать или не дать кому-то Нобелевскую премию.
1 Пайс Абрахам. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1989, с. 473—483.
2 К сожалению, даже такой авторитетный источник, как «Эйнштейновская энциклопедия», в разделе «Нобелевская премия» ограничивается пересказом главы из книги Пайса (Calaprice Alice, Kennefick Daniel and Schulmann Robert. An Einstein Encyclopedia. Princetone: Princetone University Press, 2015, P. 201—202).
Заслуживает ли Альберт Эйнштейн Нобелевской премии?
Нобелевский комитет впервые узнал об Эйнштейне как кандидате на Нобелевскую премию в 1910 году. Тогда его номинировал Вильгельм Оствальд, тот самый профессор, у которого Эйнштейн девять лет назад безуспешно искал место ассистента. В письме от 19 марта 1901 года Альберт писал Оствальду: «По этому случаю осмеливаюсь спросить, не найдётся ли у Вас применение специалисту по математической физике, знакомому с абсолютными измерениями? Я решаюсь обратиться к Вам с подобной просьбой, так как нахожусь без средств, а подобное место могло бы дать мне возможность продолжить своё образование»3.
3 The collected papers of Albert Einstein. Vol. 1: The Early Years, Stachel, John et al. (editors) 1879—1902. Princeton: Princeton University Press, 1987, P. 278, Doc. 92.
Ни на это письмо, ни на отчаянную просьбу отца Альберта профессор Оствальд тогда не ответил4. Теперь же, сам получив Нобелевскую премию по химии в 1909 году, он первым из всех учёных-современников решился на знаковый поступок: публично отметил выдающиеся научные заслуги недавнего искателя места ассистента профессора, а теперь создателя специальной теории относительности, которая, по словам Оствальда, «является наиболее выдающимся достижением со времени открытия закона сохранения энергии»5.
4 Беркович Е. На старте. История несостоявшейся защиты первой диссертации Альберта Эйнштейна // Наука и жизнь, 2022, № 12, с. 60—75.
5 Пайс Абрахам. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1989, с. 477.
Конечно, в 1910 году номинация Альберта Эйнштейна Вильгельмом Оствальдом терялась среди 58 номинаций других учёных. Особенно часто номинировали математика Анри Пуанкаре (34 раза!). Здесь явно чувствовалась серьёзная подготовительная работа его почитателя — шведского математика Магнуса Миттаг-Лёффлера. За Пуанкаре шли десять номинаций Макса Планка, пять номинаций Аугусто Риги. Несмотря на эти массовые номинации премию по физике за 1910 год получил Йоханнес ван дер Ваальс, имевший, как и Эйнштейн, единственного номинатора. Мнение Нобелевского комитета по выдвижениям Эйнштейна за теорию относительности чётко выражено в отчёте за 1910 год, где «предлагалось подождать экспериментального подтверждения, прежде чем принять принцип относительности и, в частности, присудить за него Нобелевскую премию»6.
6 Там же, с. 478.
Это требование «экспериментального подтверждения» явно или неявно будет повторяться и в последующих отчётах Нобелевского комитета. В 1911-м Эйнштейна совсем не номинировали на Нобелевскую премию, зато в следующем, 1912 году, номинаторов было уже четыре: к Вильгельму Оствальду, повторившему свой выбор 1910 года, добавились Вильгельм Вин, Эрнст Прингсхайм и Клеменс Шефер, бывший ассистент Прингсхайма. В 1913 году — снова Оствальд, Вин и немецкий профессор медицины Бернхард Наунин. В своей третьей номинации Оствальд «отметил, что данные работы имеют физическое, а не философское (как отмечалось другими) значение, и сравнил вклад Эйнштейна с заслугами Коперника и Дарвина»7. Все номинаторы имели в виду теорию относительности (конечно, специальную, так как общей ещё не существовало). Наунин впервые упомянул и квантовую теорию. Как писал Прингсхайм: «Я уверен, что Нобелевскому комитету нечасто придётся присуждать премии за работу подобного масштаба»8.
7 Pais Abraham. Niels Bohr’s Times, in Physics, Philosophy, and Polity. — New York: Oxford University Press, 1991, P. 477.
8 Пайс Абрахам. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1989, с. 477.
В отличие от предыдущих лет все 39 номинаций в 1913 году распределились более ровно: семь в пользу Хейке Камерлинг-Оннеса, шесть за Эмилио Агада, по пять в пользу Макса Планка и Аугусто Риги, три, как было сказано, за Эйнштейна. Словно показывая, что не всегда выбирает лауреата по минимуму номинаций, Нобелевский комитет в 1913 году отдал премию голландцу Камерлинг-Оннесу «за исследования свойств вещества при низких температурах, что привело, в числе прочего, к получению жидкого гелия». Абрахам Пайс отмечает небольшой прогресс в мнении Нобелевского комитета: «В докладе 1913 г. упоминается, что теория относительности всё с большим правом может претендовать на присуждение Нобелевской премии, хотя есть сомнения в том, что можно сравнивать Эйнштейна с Коперником или Дарвином»9.
9 Там же, c. 478.
В 1914 году из 38 номинаций на премию по физике за Эйнштейна голоса подали лишь петербургский профессор Орест Хвольсон и Бернхард Наунин. По сравнению с 11 номинациями Макса Планка это мало, но победителям — Максу фон Лауэ и сэру Уильяму Брэггу — хватило и двух на двоих, причём Брэггу досталась только половина одной номинации. Мнение Комитета в докладе 1914 года высказано загадочно: «…пройдёт много времени, прежде чем будет сказано последнее слово о теории относительности Эйнштейна и о других его работах»10.
10 Там же.
В 1915 году кандидатура Эйнштейна не выдвигалась, сам он был поглощён последними боями за общую теорию относительности. В 1916 году впервые прозвучала номинация за работы Эйнштейна по броуновскому движению и за создание специальной теории относительности (СТО) и общей теории относительности (ОТО). Такое предложение сделал австрийский физик Феликс Эренгафт, учившийся в Венском университете на одном курсе с Паулем Эренфестом. Больцман часто путал своих учеников. В отношении ОТО Нобелевский комитет тут же отметил, что она не закончена.
В военном 1917 году количество номинаций на премию по физике уменьшилось до 34, при этом число предложений дать премию Эйнштейну увеличилось до трёх. Артур Хааз рекомендовал отметить новую теорию тяготения, объяснившую аномальное смещение перигелия Меркурия, Эмиль Варбург считал целесообразным выделить заслуги в области квантовой теории, теории относительности и гравитации. Третий номинатор Пьер Вайс из Цюриха дал самое полное описание заслуг Эйнштейна во всех областях физики, начиная со статистической механики, с акцентом на принцип Больцмана, далее приводились постулаты СТО, гипотеза световых квантов, закон фотоэффекта и работы по удельной теплоёмкости. Общая оценка деятельности Эйнштейна — «попытка постичь неведомое»11. Нобелевский комитет на этот раз говорил об Эйнштейне как о «знаменитом физике-теоретике», однако отметил, что возникла экспериментальная трудность: красное смещение, предсказанное ОТО, не было обнаружено в ходе опытов Сен-Джона в Маунт-Вильсоне. Вывод Комитета: «Представляется, что теория относительности Эйнштейна, каковы бы ни были её прочие достоинства, не заслуживает Нобелевской премии»12.
11 Там же, с. 479.
12 Там же.
В последнем военном 1918 году общее число номинаций на премию по физике сократилось до 29, но Эйнштейна выдвигали чаще, чем в 1917-м, — шесть раз: «Варбург и Эренгафт повторно выдвинули кандидатуру Эйнштейна; Вин и М. Лауэ независимо друг от друга предложили разделить премию за теорию относительности между Лоренцем и Эйнштейном; Эдгар Мейер из Цюриха перечислил теорию броуновского движения, теорию удельной теплоёмкости и теорию гравитации; Стефан Мейер из Вены упомянул теорию относительности (далее под теорией относительности мы будем иметь в виду как СТО, так и ОТО)»13.
13 Там же.
Нобелевский комитет своё мнение не изменил: работы Эйнштейна по теории относительности «не заслуживают Нобелевской премии». Всего номинаций по физике в 1919 году было тридцать, в шести из них предлагали дать премию Эйнштейну: «Планк предложил дать Эйнштейну премию за ОТО, так как „он первым шагнул дальше Ньютона”. Аррениус считал необходимым присудить премию за теорию броуновского движения. В число кандидатов также входили Перрен, Сведберг и Гюи, внёсшие вклад в экспериментальные исследования броуновского движения»14.
14 Там же.
Доклад Нобелевского комитета не мог обойти широкий спектр работ Эйнштейна, включая его работы по статистической механике, размеру молекул, броуновскому движению. Но главным достижением Эйнштейна Нобелевский комитет считал его работы по теории относительности и квантовой механике. Отсюда делался вывод, что давать премию следовало бы именно за это: «Научному миру покажется странным, что Эйнштейн получит премию за работы по статистической физике... а не за более крупные труды»15.
15 Там же.
Хотя за это давать премию рано, не подтверждён вопрос о красном смещении… Снова Комитет отложил решение о премии Эйнштейну, благо уже согласован другой кандидат — в 1919 году лауреатом премии стал всех устраивающий экспериментатор Йоханнес Штарк.
Из 28 номинаций по физике 1920 года в восьми предлагалось дать премию Эйнштейну: «Варбург повторил своё прежнее предложение; Вальдейер-Гарц из Берлина и С. Орнштайн из Утрехта предложили присудить премию за ОТО. В письме от 24 января 1920 г., подписанном Лоренцем, Джулиусом, Зееманом и Камерлинг-Оннесом, подчёркивалось создание теории тяготения; упор был сделан на объяснение смещения перигелия Меркурия и предсказание искривления лучей света. Авторы письма указали, что опыты по измерению красного смещения настолько тонки, что не следует торопиться с выводами. Эйнштейн, по их мнению, „занял место в первом ряду физиков всех времён”»16.
16 Пайс Абрахам. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1989, с. 480.
Среди номинаторов Эйнштейна впервые появился Нильс Бор, которому предстояло получить свою Нобелевскую премию вслед за автором теории относительности. Бор перечислил заслуги Эйнштейна в теории фотоэффекта, теории броуновского движения и теории удельной теплоёмкости. Но самым главным у Эйнштейна Бор считал теорию относительности: «Это достижение, имеющее решающее значение для развития физических исследований»17.Несмотря на такой звёздный состав номинаторов и совершенно блестящие отзывы о работах Эйнштейна, ставящие его в первый ряд физиков-теоретиков современности, Нобелевский комитет снова не решается окончательно рекомендовать его Академии и запрашивает специальную справку об ОТО у своего председателя академика Аррениуса.
17 Там же.
Пока колебания Нобелевского комитета ещё можно объяснить его склонностью к традиционной экспериментальной физике и упрямством, с которым он отражает единодушные требования научного мира дать премию Эйнштейну за теорию относительности. Этот вывод Абрахам Пайс считает основным: «Почему же Эйнштейн не получил Нобелевскую премию за теорию относительности? Как мне кажется, в основном из-за того, что на Академию очень уж давили, требуя присудить премию Эйнштейну. Но множество писем с его кандидатурой не было результатом какой-то организованной кампании; ведущие физики и так понимали, кем он был»18.
18 Там же, с. 483.
Дальше Пайс напоминает о постоянных требованиях экспериментальной проверки теории и сетует на недостаточное количество компетентных специалистов среди членов Шведской королевской академии наук. Мне представляются эти аргументы не главными. При необходимости нужные специалисты находились, о чём свидетельствует включение в Нобелевский комитет известного шведского физика-теоретика Карла Озеена, избранного академиком в 1921 году. Да и академик Аррениус при подготовке доклада о теории относительности всегда мог опереться на авторитетные мнения сторонников Эйнштейна Макса Планка и Макса фон Лауэ, с которыми не раз встречался лично. Но он построил доклад, опираясь на мнения противников Эйнштейна, в том числе участвовавших в антисемитской травле автора теории относительности в 1920 году.