Записки Летучего/Летающего Медведя

Слышал на конференции много лет назад. Giaever, нобелевский лауреат по физике: "Когда я был молодым, я очень боялся, что у меня могут украсть идею. Теперь я старый и понимаю, что реальная проблема противоположная: чтобы кто-нибудь вообще обратил внимание на то, что ты делаешь".

Edge Plasmons in Two-Component Electron Liquids in the Presence of Pseudomagnetic Fields
Alessandro Principi, Mikhail I. Katsnelson, and Giovanni Vignale
Phys. Rev. Lett. 117, 196803 – Published 4 November 2016

Препринт в архиве

Знаете, бывает: приснится какая-нибудь гадость, просыпаешься с тяжелым чувством и потом с облегчением понимаешь, что это был всего лишь сон.

Одним скачком покинул он кровать
И начал их в восторге надевать.

Дошли до меня слухи о некоторых (вполне безумных) результатах выборов в Российскую академию наук, и я по давней привычке пригорюнился. А потом вдруг вспомнил, до какой степени мне это все сейчас фиолетово. И так сразу стало хорошо на душе.

Мышление никогда не работает со "всей совокупностью фактов", это просто невозможно. Конечно, Фейнман совершенно прав, когда в знаменитой лекции про cargo-cult science говорит о научной честности: если у вас появилась идея, рассмотрите все, что ей противоречит. Все мы знаем, как люди - хоть в графене, хоть в высокотемпературной сверхпроводимости, хоть в квантовых компьютерах - выковыривают из кучи "фактов", как изюм из булочки, то, что соответствует их любимым идеям, и игнорируют все остальное. И как это раздражает всех остальных - у кого любимые идеи другие.

Но вся штука в том, что почти все великие прорывы в нашей науке сделаны именно так, через отказ отвечать на неприятные вопросы. Это, мол, оно потом, в будущем, как-нибудь. Вопрос, который сразу задал Резерфорд Бору: как описать состояние электрона в момент квантового прыжка? - ответа так и не получил, ни сразу, ни потом. Эйнштейн постулировал корпускулярно-волновой дуализм, а потом потратил жизнь на (безуспешные) попытки понять, как это возможно.

Примеры чуть поменьше рангом, но тоже впечатляющие. Крониг первый придумал идею спина электрона, обсудил с Паули. Тот сразу же заметил, что в этой модели скорость вращения на экваторе электрона в сотни раз превышает скорость света. Чуть позже, Уленбек и Гаудсмит сходу не сообразили, а потом, когда до них дошло, статья уже была опубликована, и они оказались первооткрывателями спина. Ведущие физики сначала восприняли эту идею в штыки, в том числе, из-за неправильного коэффициента в формуле тонкой структуры. Потом эта проблема была решена Томасом и Френкелем.

Антиферромагнетизм. Ландау пришел к этой идее до Нееля, но, в отличие от Нееля, сразу понял, что эта картина противоречит квантовой механике. Неель был парень попроще и не парился. Антиферромагнетизм существует, а как это соотносится с квантовой механикой, мы разбираемся до сих пор.

Теория сверхпроводимости БКШ в своей исходной форме нарушала градиентную инвариантность. Они решили наплевать, и оказались правы.

И так далее, и тому подобное.

В связи с очередным (ежегодным) нобелевским ажиотажем - список достижений высшего уровня в теоретической физике (главным образом, в теории конденсированного состояния), которые не были отмечены нобелевскими премиями. Иногда пострадавшие нелауреаты очевидны, иногда таковых явно больше трех. Иногда кто-то из них получил премию за другие работы. Дело не в людях, а в научных направлениях. Список более чем неполный. Достижения все давние, то есть, прошедшие проверку временем.

(1) Зонная теория твердого тела.

(2) Динамика и термодинамика кристаллических решеток, фононы.

(3) Дислокации в кристаллах и их роль в прочности и пластичности.

(4) Метод Монте-Карло.

(5) Плазмоны в металлах и полупроводниках.

(6) Метод функций Грина и фейнмановские диаграммы в квантовой теории многих частиц (то есть, в физике конденсированного состояния и ядерной физике).

(7) Теория Вигнера-Дайсона спектров сложных ядер; ансамбли гауссовских случайных матриц.

(8) Теория жидкого состояния.

(9) Обменное взаимодействие как причина ферромагнетизма.

Does God play dice?

Mikhail Katsnelson, RU

Quantum mechanics does not deal with individual events and all its predictions are of a statistical nature. For example, if we have radioactive nuclei or molecules in excited states we can, in principle, predict the average rate of decay but not when exactly this given nucleus or molecule passes to its ground state. This situation leads to long-time and very hot debates on “completeness” of quantum mechanics, its applicability or inapplicability for macroscopic objects, existence or nonexistence of underlying classical reality (“hidden parameters”), role of measurement devices and observes, and so on, and so forth. Discussions involved the greatest physicists of twentieth century and can be briefly summarized as an exchange of mottos:

Albert Einstein: God doesn’t play dice.
Niels Bohr: Einstein, don’t tell God what to do.

Recently, we proposed [1-4] a phenomenological way to build the quantum theory as the most robust description of reproducible experiments and have shown that this may be done independently on any assumptions on underlying ontology, based purely on logical inference approach and a minimal amount of additional physical postulates, such as applicability of classical physics at the average. Basic experiments of quantum physics, such as Stern - Gerlach or Einstein - Podolsky - Rosen - Bohm experiments can be analyzed within this framework, without any presumptions on wave function and Born rule. In a sense, our approach is a formalization of a well-known quasi-philosophical motto, ``quantum theory describes our knowledge of atomic world rather than the atomic world itself'' which can be now analysed by conventional powerful tools of mathematical physics. Basic equations of quantum mechanics can be derived in this way.

In the context of the question in the title, one can say: We do not know what He is doing and, of course, we do not dare to tell Him what to do but our human way of thinking forces us to describe the reality as if He would play dice.

[1] H. De Raedt, M. I. Katsnelson, and K. Michielsen, Quantum theory as the most robust description of reproducible experiments. ANN PHYS (NY) 347, 45 (2014)

[2] H. De Raedt, M. I. Katsnelson, H. C. Donker, and K. Michielsen, Quantum theory as a description of robust experiments: Derivation of the Pauli equation. ANN PHYS (NY) 359, 166 (2015)

[3] H. C. Donker, M. I. Katsnelson, H. De Raedt, and K. Michielsen, Logical inference approach to relativistic quantum mechanics: derivation of the Klein-Gordon equation. ANN PHYS (NY) 372, 74 (2016)

[4] H. De Raedt, M. I. Katsnelson, and K. Michielsen, Quantum theory as plausible reasoning applied to data obtained by robust experiments. PHIL TRANS ROYAL SOC A 374, 20150233 (2016)

http://ivanov-petrov.livejournal.com/2005195.html

Вообще, честно говоря, даже странно, что возник вопрос - есть ли сейчас герои. Вот вам история (могут быть всякие незначительные неточности, т.к. читал это все давно, а проверять гуглем неохота; думаю, что серьезных ошибок нет).

Фриц Габер. Великий химик. Еврей и страстный германский патриот. Один из отцов химического оружия и один из главных инициаторов его боевого применения во время первой мировой. Его жена покончила с собой, не вынеся мысли, что ее любимый муж - людоед. Создал способ промышленного связывания атмосферного азота. Если бы не его работы, Германия, отрезанная британским флотом от чилийской селитры, не смогла бы воевать - порох иссяк бы - и первая мировая закончилась бы намного раньше. Вполне возможно, тогда не было бы ни русской революции, ни нацизма. С другой стороны, без Габера было бы невозможно производство искусственных азотных удобрений, человечество было бы просто не прокормить.

Несмотря на свой ярый немецкий национализм и милитаризм, дружил с пацифистом и интернационалистом Эйнштейном. Именно на территории института Габера Эйнштейн работал в Берлине в двадцатые годы. После прихода Гитлера к власти, Габер был изгнан отовсюду как еврей, несмотря на свои колоссальные заслуги перед германским Райхом. Пытался эмигрировать в Англию, где был заклеймен многими как отец химического оружия. Резерфорд публично отказался подать ему руку. Принял предложение еврейского университета в Палестине, но не доехал: умер по пути, в Швейцарии, от сердечного приступа.

Имел отношение к разработке знаменитого Циклона Б, оружия массового убийства в немецких концлагерях. Узнав об этом, покончил с собой, уже после второй мировой войны, его сын (естественно, тоже еврей).

Институт Фрица Габера в Берлине существует до сих пор и является одним из главных мировых центров по физической химии.

По-моему, абсолютно античный герой. Даже не шекспировский, Шекспиру до такого размаха страстей далеко.