Шрифт:
Закладка:
Юкава родился в Токио в 1907 г. Его отец работал в Геологической службе Японии, основанной в 1882 г. (она была одним из новых научных учреждений, которые появились в стране в период модернизации Мэйдзи). Отец Юкавы путешествовал по всему миру, сотрудничал с геологами из Китая и Европы – словом, был образцом современного японского ученого конца XIX в. Другой значимой фигурой для юного Юкавы был его дед, уважаемый ученый-конфуцианец. Таким образом, Юкава рос в двух мирах – современном и традиционном. Отец учил его физике и химии, дед – китайской конфуцианской классике{528}.
В конце концов Юкава решил последовать по стопам отца и в 1926 г. поступил на физический факультет Киотского университета. Но, как и многие другие студенты, он нашел университетский курс физики скучным. Его больше привлекала новая квантовая механика, чем устаревшие разделы программы. Поэтому Юкава решил учиться сам и часами просиживал в университетской физической библиотеке. «Меня не интересовали старые книги, которыми были заполнены полки. Но я жадно глотал статьи по новой квантовой теории, опубликованные в иностранных журналах, особенно немецких, за последние два-три года», – позже вспоминал он. Для начинающего 19-летнего физика самостоятельно освоить квантовую механику было настоящим подвигом, но Юкава был одержим этой темой. Вскоре к нему присоединился еще один увлеченный единомышленник по имени Синъитиро Томонага (впоследствии он станет вторым японским ученым, получившим Нобелевскую премию по физике), тоже студент Киотского университета. Они проводили вечера за разговорами о квантовой механике, перемежая их игрой в го{529}.
Юкава окончил университет в 1929 г., в самый разгар кризиса, который вскоре перерос в Великую депрессию, сокрушившую мировую экономику. В стране царила безработица, выпускников никуда не брали, и Юкава, взвешивая свои перспективы, уже подумывал о том, чтобы стать священнослужителем: так он, по крайней мере, порадовал бы деда. Но после посещения лекции Нисины в Киото Юкава понял, что не имеет права отказываться от своей страсти – теоретической физики. К счастью, в то время университеты оставались едва ли не единственными организациями, где еще были вакансии. В 1932 г. Юкава стал преподавателем на физическом факультете Киотского университета и, к огромному удовольствию студентов, сразу же начал читать новый курс по квантовой механике. Год спустя Юкаве предложили должность в Осакском университете. Это был один из новых университетов, открытых правительством Японии в начале 1930-х гг. в рамках программы по развитию науки во всех регионах страны. Он уже успел приобрести определенную репутацию: туда стремились попасть те, кто проводил захватывающие современные исследования. Именно в Осаке Юкава сделал открытие, принесшее ему Нобелевскую премию{530}.
17 ноября 1934 г. Юкава представил результаты своей недавней работы на собрании Физико-математического общества Японии. Но собравшиеся не придали большого значения его докладу – даже не подозревая, что слушают рассказ об одном из важнейших теоретических открытий в современной физике. Юкава сумел решить проблему, над которой ломали головы лучших ученых того времени. Двумя годами ранее кембриджский физик Джеймс Чедвик открыл нейтрон. Эта относительно массивная нейтральная частица находилась внутри атомного ядра и была связана с положительно заряженным протоном. Но имелась одна проблема. Было неясно, что превращает атомное ядро в единое целое, удерживая вместе его составные части. Это не мог быть электрический заряд, поскольку нейтрон не имеет заряда, а положительно заряженные протоны должны отталкиваться друг от друга. Физики предположили, что должна существовать какая-то другая сила, удерживающая вместе нейтроны и протоны. Но что это за сила? Юкава дал ответ на этот вопрос. В своей статье, опубликованной в начале 1935 г., он предсказал существование совершенно новой элементарной частицы, позже ставшей известной как мезон. Мезон, по мнению Юкавы, и был носителем того самого ядерного взаимодействия, которое связывало протоны и нейтроны в ядре{531}.
Правота Юкавы была доказана несколько лет спустя. Знаменательно, что именно его старый наставник Ёсио Нисина подтвердил существование мезона экспериментальным путем. В то время Нисина возглавлял физическое подразделение в RIKEN. Кроме того, он недавно принял на работу университетского друга и соратника Юкавы, энтузиаста квантовой механики Синъитиро Томонагу. Вместе они начали охоту за мезоном. Юкава дал им несколько советов. Он предсказал, что мезон можно будет обнаружить только в том случае, если он обладает очень большой энергией, а его масса должна быть примерно в 200 раз больше массы электрона. В конце 1937 г. Нисина обнаружил на снимках, сделанных с помощью камеры Вильсона, линию – она предположительно соответствовала этим условиям. Он экспериментировал с космическими лучами высоких энергий, наблюдая за тем, что происходит при их столкновении с другими субатомными частицами в камере Вильсона. В некоторых случаях на короткое время появлялась новая частица, след которой был виден на снимках как тонкая белая линия. Это и была та самая предсказанная «частица Юкавы», как любил называть ее Нисина. Мезон действительно существовал{532}.
В отличие от Китая и России, Япония в начале XX в. не сталкивалась с политической революцией, но ее наука тем не менее формировалась под влиянием международной политики. Смерть императора Мэйдзи в 1912 г. положила начало движению за реформирование японского общества. Новое поколение жаждало перемен в политической и интеллектуальной жизни. Одни молодые люди вступали в недавно созданную Коммунистическую партию Японии, другие начинали изучать квантовую механику, а некоторые, как ученый-физик Мицуо Такетани, работавший вместе с Юкавой в Осакском университете, делали и то и другое. В то же время Япония была решительно настроена упрочить свое военное и экономическое превосходство в Восточной Азии. Организованные правительством новые научные учреждения были призваны служить не только развитию науки, но и политическим целям. Так, институт RIKEN должен был способствовать «повышению уровня национального богатства» путем поддержки «новаторских исследований в области физики и химии». К 1930-м гг. японские физики, работавшие в этих новых научных учреждениях, совершили ряд крупных открытий. Новое поколение японских ученых – подобно их коллегам в России и Китае – считало современную физику ключом к лучшему будущему. Для Юкавы квантовая механика олицетворяла собой «либеральный дух» эпохи. Это была новая наука для новой Японии. В следующем разделе мы увидим, как та же идея светлого будущего формировала развитие современной физики в Британской Индии в тот же период{533}.
IV. Физика и борьба против колониализма
Мегнад Саха рисковал всем. Его, выходца из бедной бенгальской семьи, недавно приняли в престижную Государственную старшую школу в Дакке, где он изучал математику, физику и химию, демонстрируя отличные успехи в учебе. Но летом 1905 г. Саха принял участие в акции протеста, которая во многом определила всю его дальнейшую жизнь. В то время Бенгалия была частью Британской империи (ныне эта историческая область разделена между Индией и Бангладеш). Выступления индийцев против несправедливостей колониального правления начались еще в конце XIX в., но к началу XX в. борьба с колониализмом перешла на новый уровень. В июле 1905 г. вице-король Индии объявил о решении разъединить Бенгалию на две провинции: Западную Бенгалию с индуистским большинством и Восточную Бенгалию с мусульманским большинством. Саха, как и многие другие бенгальцы, был глубоко возмущен разделом. Узнав о визите бенгальского вице-губернатора в их школу, он и другие ученики решили объявить бойкот. В тот день они отказались идти на занятия: вместо этого собрались у ворот школы и освистали британского колониального чиновника{534}.
На следующий день Саха исключили из школы.
