Артем Коржиманов

житель квантового мира

Принцип Арнольда в физике

Великий советский математик Владимир Арнольд знаменит не только своими научными достижениями и научно-популярными текстами, но и активной деятельностью по восстановлению справедливости в отношении других математиков. В своих выступлениях за рубежом и дома он не уставал отстаивать приоритет настоящих авторов в получении тех или иных результатов.

Эта деятельность Арнольда была настолько заметной, что другой великий математик Майкл Берри (который, кстати, интересен также тем, что в 2000 году получил совместно с будущим нобелевским лауреатом Андреем Геймом пародийную Шнобелевскую премию - за вполне серьёзный на самом деле эксперимент по левитации лягушки в магнитном поле) даже сформулировал принцип Арнольда: “Открытия редко носят имя того, кто это открытие сделал.” Сам Арнольд в своей лекции 1997 года в Париже переформулировал этот принцип так: “Если какое-либо понятие имеет персональное имя, то это — не имя первооткрывателя.” И справедливо дополнил его принципом Берри: “Принцип Арнольда применим к самому себе”.

Хотелось бы даже добавить - не только к самому себе, но практически везде. Например, Америка носит имя Америго Веспуччи, а не Христофора Колумба. Так как я сам физик, то расскажу о примерах из физики.

Все мы в школе изучали число Авогадро - это, напомню, количество структурных единиц (атомов, молекул и т. п.) в 1 моле вещества. Интересно, однако, что сам Амедео Авогадро значения этого числа не знал. Он лишь выдвинул гипотезу, что это число одно и то же для разных веществ. Само же число первым полвека спустя определил Иоганн Йозеф Лошмидт (он ошибся почти в 15 раз, но его быстро поправил Джеймс Максвелл, который получил довольно точное значение). Лошмидт, правда, не остался обделённым. Его имя носит число равное количеству структурных единиц кубического метра газа при нормальных условиях. Те, кто помнит школьную физику, поймёт, что это число отличается от числа Авогадро лишь множителем равным молярному объёму.

Этот пример, правда, нехарактерен. В нём число получило имя не того, кто открыл его позже, а того, кто вообще его не открывал, но жил раньше. Но есть в истории физики и более классические примеры принципа Арнольда.

В квантовой физике хорошо известны так называемые уровни Ландау - это значения энергии, которые может иметь электрон, помещённый в магнитное поле. Так вот ещё за два года до Льва Давидовича похожую задачу решил другой известный советский физик Владимир Фок. Кроме того, более общую задачу в то же время решил и американец Исидор Раби. А одновременно с работой Ландау вышла ещё и работа Якова Френкеля и Матвея Бронштейна, в которой тоже было рассмотрено движение электрона в магнитном поле с точки зрения квантовой механики. Но ни одного из эти имён в названии не осталось. Отчасти, видимо, потому, что только Ландау связал своё решение с нерешённой на тот момент проблемой природного магнетизма некоторых веществ - так называемых диамагнетиков.

Ещё одну довольно распространённую схему присвоения имени эффекта не тому учёному можно рассмотреть на примере динамического эффекта Казимира. Дело в том, что Хендрик Казимир исследовал в 1948 году только стационарный эффект - он заключается в том, что две плоские незаряженные металлические пластинки, расположенные достаточно близко друг к другу в вакууме, притягиваются из-за наличия в этом самом вакууме виртуальных частиц. И только через почти 20 лет, в 1970 году, американский физик Джеральд Мур додумался, что эти виртуальные частицы можно превратить во вполне реальные, если заставить пластинки сильно колебаться. Экспериментальное подтверждение динамического эффекта Казимира в 2011 году было названо журналом Nature главной научной новостью года, обогнав даже опровергнутые сверхсветовые нейтрино. Но имя Мура за эффектом не закрепилось, хотя он, пожалуй, этого всё-таки заслуживал.

Есть и много других занимательных примеров принципа Арнольда из мира физики. Всех заинтересовавшихся спешу отправить к статьям американского физика Джона Дэвида Джексона (тем, кто обучался на одном из физфаков нашей страны, возможно, будет интересно узнать, что это тот самый Джексон, который написал классический учебник по электродинамике) и некого профессора Вельвела Хушвотера.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.