Принцип Арнольда: некоторые примеры из физики

Если какое-либо понятие имеет персональное имя, то это — не имя первооткрывателя.

Вы что-нибудь слышали о принципе Арнольда? Если вкратце, то он утверждает, что открытия редко носят имя того, кто это открытие сделал. Принцип назван в честь знаменитого советского математика Владимира Арнольда, который как раз активно занимался восстановлением справедливости в отношении в основном советских математиков. Сам же принцип был предложен не менее знаменитым физиком Майклом Берри (это тот самый, который фигурирует в фазах Берри и совместно с Геймом левитировал лягушку, за что награждён Шнобелевской премией). Берри также дополнил принцип ещё более сильным утверждением имени себя: «Ничто не открывается впервые».

В. И. Арнольд
В. И. Арнольд

Сам Арнольд в своей лекции 1997 года в Париже переформулировал принцип как «Если какое-либо понятие имеет персональное имя, то это — не имя первооткрывателя» — и именно эту фразу я вынес в эпиграф этой статьи, а принципом Берри он назвал утверждение «Принцип Арнольда применим к самому себе» Несложно, однако, проверить, что Берри предпочитает более мягкую формулировку принципа Арнольда, а под принципом Берри понимает другое (то, что Арнольд называет принципом Берри, сам Берри считает всего лишь очевидным частным случаем принципа Арнольда и специального имени ему не даёт).

Майкл Берри
Майкл Берри

Как бы то ни было, сформулированный Берри принцип, действительно, нередко оказывается справедливым. Одним из самых знаменитых является, пожалуй, пример Америки, носящей имя Америго Веспуччи, а не открывшего её для европейцев Христофора Колумба.

Мне, однако, хотелось бы привести несколько примеров из физики. Эти примеры почерпнуты из статей немецкого историка физики Эрнста Питера Фишера (на ПостНауке, кстати, есть отрывок из его замечательной книги «Наука не знает классиков», посвящённой близким вопросам), американского физика Джона Дэвида Джексона (это, между прочим, тот самый Джексон, который написал легендарный учебник по электродинамике, и он до сих пор жив, да) и некого профессора Вельвела Хушвотера.

Интересно, что Фишер, не зная о существовании принципа Арнольда, назвал аналогичный принцип нулевой теоремой истории науки. Джексон по этому поводу шутит, что если бы этот закон получил имя Фишера, то для него тоже оказался бы справедлив принцип Арнольда. Однако он, видимо, справедлив и так, потому что принцип Арнольда сформулировал не Арнольд, а Берри, да и аналогичные мысли высказывались и до них.

Обратимся, однако, к физике. Здесь одним из примеров принципа Арнольда может служить число Авогадро, которое на самом деле впервые было определено Иоганном Лошмидтом (в честь него названо число Лошмидта, отличающееся от числа Авогадро только постоянным множителем, равным молярному объёму). Сам Авогадро лишь выдвинул гипотезу, что число молекул идеального газа не зависит от вида газа, а определяется только лишь его температурой и объёмом — это число при нормальных условиях для 1 моля газа и называется теперь числом Авогадро. Эта гипотеза впоследствии подтвердилась и справедливо получила название закона Авогадро.

Амедео Авогадро
Амедео Авогадро

Другой пример — это модель Ландау — Зинера — Штюкельберга, описывающая принципиально неадиабатические переходы между пересекающимися квантовыми уровнями. Эта модель была независимо описана не только тремя упомянутыми в её названии учёными, но ещё и Этторе Майорана. В англоязычной литературе, кстати, в названии модели не фигурирует и Штюкельберг.

Ещё одним примером, тоже связанным с именем Ландау, могут считаться так называемые уровни Ландау — задача о квантовании движения электрона в постоянном магнитном поле. Помимо Ландау к этой задаче приложили руку В. А. Фок, за два года до Ландау решивший задачу об осцилляторе в магнитном поле, и Исидор Раби, решивший задачу об электроне Дирака в магнитном поле. Кроме того, задачу о нерелятивистской заряженной частице в однородном магнитном поле в том же году, что и Ландау, решили Френкель и Бронштейн. Никто из них, правда, в отличие от Ландау не связал решаемые задачи с явлением диамагнетизма.

Л. Д. Ландау
Л. Д. Ландау

Более очевидный пример, аналогичные которому встречаются, видимо, не так уж редко — это нестационарный эффект Казимира. На самом деле, сам Казимир предсказал только стационарный эффект, а нестационарный был исследован Муром только через 20 лет. Отличие между двумя эффектами не только чисто технические — подумаешь, здесь двигаются зеркала, а здесь нет. В нестационарном эффекте Казимира наблюдается совершенно новая особенность — генерация реальных фотонов. Поэтому нестационарный эффект Казимира вполне мог бы носить имя эффекта Мура.

Х. Казимир
Х. Казимир

Ну и последний пример, который я хотел бы сегодня привести — это резонансы Шумана. Несмотря на то что именно Шуман стоит у истоков современных исследований этого явления, сами резонансы были предсказаны ещё Тесла и Фицджеральдом. Тесла, однако, не знал о существовании ионосферы и подсчитал положение резонансов неверно. Фицджеральд же всё подсчитал верно ещё в 1893 году — на 60 лет раньше Шумана и на 10 лет раньше Теслы.

Дж. Ф. Фицджеральд
Дж. Ф. Фицджеральд

И это ещё не все известные мне примеры, в отдельных постах я расскажу о сверхпопулярном нынче конденсате Бозе — Эйнштейна, а также дельта-функции Дирака и калибровке Лоренца. Ну и, конечно, нельзя обойти вниманием и нашего соотечественника Л. И. Мандельштама, который открыл не только рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, но и рассеяние Рэлея.

comments powered by Disqus