|
Белл, Джон Стюарт
Джон Стюарт Белл (англ. John Stewart Bell; 28 июня 1928, Белфаст, Северная Ирландия — 1 октября 1990, Женева, Швейцария) — физик-теоретик. Сформулировал и доказал неравенства Белла (теорему Белла), чем заложил теоретическую основу для экспериментальных исследований ЭПР-парадокса. Совместно с Романом Яцкивом[англ.] описал и проанализировал хиральную аномалию[англ.] барионов[2]. БиографияПрофессор Уитакер[''i'' 1] из Университета Квинс несколько лет изучал биографию и научную деятельность именитого выпускника этого университета. Дальнейшее изложение опирается на биографическую статью, написанную им в 2002 году и доступную в Интернете[3]. В указанной статье приводится список источников (свыше 20), использованных самим Уитакером. Эти данные дополняются памятным очерком, написанным Якивом[англ.] и Шимони[англ.] в 2001[4]. Детство Джон Стюарт Белл родился 28 июня 1928 года в Белфасте, Северная Ирландия, в бедной ирландской семье. Так как имя отца тоже было Джон, родные его всегда называли по второму имени Стюарт. Кроме Джона Стюарта, у отца Джона и матери Энни[''i'' 2] было ещё трое детей: старшая дочь Руби и младшие сыновья Дэвид и Роберт. Мать мечтала дать детям хорошее образование, потому что, по её мнению, только учёный человек мог пробиться к лучшей жизни и, как она говорила, «носить воскресный костюм всю неделю»[5]. Джон Стюарт был среди лучших учеников в начальной школе. «Может быть, я был и не лучший, но из трёх-четырёх сверху в классе»[5]. Он начал обучение в школе на Ольстервиль Авеню (англ. Ulsterville Avenue School), потом перешёл в школу на Фэйн Стрит (англ. Fane Street School). В 11 лет вместо 14 он сдал все экзамены для продолжения среднего образования. Однако 1920—1930 годы были временем наибольшей безработицы в Белфасте, его судостроительные и ремонтные верфи стояли практически пустыми, что вело к общему упадку экономики в городе[6]. Из-за недостатка средств было решено, что только Джон Стюарт, как очевидно самый одарённый из детей, продолжит обучение после начальной школы. В то время полное школьное образование не являлось обязательным, и бесплатной была только начальная школа. Цена обучения в престижных средних школах Белфаста даже для одного ребёнка оказалась семье не по карману, поэтому Джон Стюарт поступил в Техническую среднюю школу Белфаста (англ. Belfast Technical High School, в то время примерный эквивалент техникума). Эта школа, тем не менее, имела академическую аккредитацию, то есть с её дипломом можно было сдавать экзамены в университет. Когда Джон Стюарт начал занятия в средней школе, Великобритания уже вступила во Вторую мировую войну. Война оживила экономику Белфаста, который стал крупной строительной и ремонтной верфью военно-морского флота. Однако это же сделало город целью регулярных немецких бомбардировок. Особенно разрушительным стал ночной «пасхальный» налёт 15 апреля 1941 года[англ.]. Тогда около 200 бомбардировщиков люфтваффе сбросили на город и верфи тонны обычных и зажигательных бомб. Погибло 955 человек, 1500 ранено, половина города, включая большинство индустриальных объектов, была разрушена. К счастью, беда обошла стороной семью Белл. Никто не пострадал, уцелел их дом и школа, в которой вскоре продолжились занятия. Юность После успешного окончания технической школы в 1944 году 16-летний Белл год проработал лаборантом на физическом факультете Университета Квинс. Преподаватели факультета профессор Карл Эмелеус[''i'' 3] и доктор Роберт Слоан[''i'' 4] сочувствовали одарённому юноше. Они не только разрешили ему пользоваться факультетской библиотекой, но и позволили слушать общие лекции первого курса. Наконец, в 1945 году средства на обучение были собраны, и Джон Стюарт Белл стал студентом физического факультета Университета Квинс. Он блестяще учился и в 1948 с отличием окончил факультет со специализацией в экспериментальной физике. Тогда же родился его интерес к квантовой механике — не к её практическому применению, а к глубинному смыслу её положений. В интервью Джереми Бернштейну[нем.], данному незадолго до своей внезапной смерти, Белл вспоминает, как был «ошеломлён» принципом неопределённости Гейзенберга:
Средства позволяли Беллу учиться ещё один год, и он, снова с отличием, получил диплом по математической физике. На этом курсе его руководителем был бежавший от нацистского режима немецкий учёный Поль Эвальд[англ.], основоположник рентгеноструктурного анализа. Начало карьеры Белл предпочёл бы сразу начать работу над докторской диссертацией и вплотную заняться теорией квантовой механики. Финансовые соображения, однако, заставили его заняться практикой, и он поступил на работу в Британский департамент исследований атомной энергии[англ.] в Харвеле[англ.], откуда вскоре был переведён в маленькую теоретическую группу разработки ускорителей под руководством У. Уокиншоу в Малверне[англ.][7]. Там он встретил свою будущую жену Мэри Росс, физика и математика из Шотландии. Они стали мужем и женой четыре года спустя, в 1954 году. Их брак оказался прочным, но бездетным. Будучи специалистами в смежных областях, они помогали друг другу и в жизни, и в работе. В предисловии к своей книге «Выразимое и невыразимое в квантовой механике»[''i'' 5], вышедшей в 1987 году, Белл написал[8]: «Здесь же я ещё раз хочу особенно выразить свою тёплую благодарность Мэри Белл. Когда я просматриваю эти бумаги, я везде вижу её». В 1951 Белл получил годичный отпуск для продолжения образования. Он провёл его в Бирмингемском университете под руководством профессора Пайерлса. Там он сформулировал свой вариант теоремы о CPT-инвариантности. Однако немного ранее подобные теоремы уже были независимо предложены Людерсом и Паули, которым и достался статус первооткрывателей. Тем не менее, отпуск был продлён на время, необходимое для подготовки и защиты диссертации. В 1956 году Белл защитил диссертацию по анализу CPT-инвариантности и получил звание кандидата наук. Ценной оказалась приобретённая за эти годы поддержка Пайерлса, который помог Беллу по возвращении в Харвел перевестись в новую исследовательскую группу по теории элементарных частиц. Белл и его жена работали в Харвеле до 1960 года, но им все меньше нравился неуклонный переход всей деятельности проекта от фундаментальных исследований к прикладным вопросам ядерной физики. Поэтому оба, не колеблясь, приняли поступившее предложение от CERN и переехали в Швейцарию. Швейцария, CERN В CERN официальной специализацией Белла были физика частиц и квантовая теория поля, но его истинным увлечением оставалась теория квантовой механики, и именно достижения в этой области принесли ему основную славу. Вдохновлённый идеями Бома[9] (см. Интерпретация Бома), Белл продолжил анализ ЭПР-парадокса и в 1964 сформулировал свои неравенства[10]. Исходная формулировка Белла была идеализированной концепцией, на основе которой были построены варианты неравенств для физических экспериментов. Это, в первую очередь, неравенства Белла — Клаузера — Хорна и Клаузера — Хорна — Шимони — Холта[англ.][11]. Описывая ситуацию, сложившуюся к середине 1960-х вокруг ЭПР-парадокса в частности и теории квантовой физики в целом, Белл иронично называет её подходом «Зачем переживать?» (англ. Why worry?)[12]:
Белл не был одинок в своих сомнениях по поводу Копенгагенской интерпретации, но он был первым, кто осмелился нарушить табу на анализ физической картины мира, предлагаемой этой интерпретацией, и на дальнейший анализ ЭПР-парадокса. Джон Клаузер, первым осуществивший экспериментальную проверку неравенств Белла, позднее вспоминал, что, задавая вопросы об ЭПР-парадоксе в 1950-х, он, скорее всего, сделал бы себя безработным. Вопросы об основах квантовой механики в то время, по его словам, были признаком дурного тона[13]. В 1982 году Белл высказал свою позицию ещё определённее[14]:
Признание и внезапная смерть Белл был принят в члены Лондонского королевского общества ещё в 1972 году, но истинное признание и награды пришли к нему только в конце 80-х. В 1987 его выбирают почётным членом Американской академии искусств и наук. За этим следуют медаль и премия Дирака от Института физики (1988), Медаль Хьюза (1989), Премия Хайнемана (1989). Наконец, Белл был номинирован на Нобелевскую премию по физике[когда?], но заявка была отозвана в связи со смертью номинанта. По правилам Нобелевского комитета премия вручается только живым. Джон Стюарт Белл скоропостижно скончался от инсульта в госпитале Женевы 1 октября 1990 года, в возрасте 62 лет. Он был похоронен на родине в Белфасте[''i'' 10]. Его останки были кремированы. Урна с его прахом была захоронена в Колумбарии Кладбища Сен-Жорж в Женеве.
В 2009 году Центр квантовой информации и квантового контроля (англ. Centre for Quantum Information & Quantum Control) Университета Торонто учредил премию Джона Стюарта Белла[англ.]. Внешние медиаматериалыСм. такжеПримечанияКомментарии
Ссылки на источники
Литература
Information related to Белл, Джон Стюарт |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
