Гении науки - Пайс А.
Скачать (прямая ссылка):
Гейзенбергу: "Невозможно квантовать скалярное волновое уравнение по
законам принципа запрета [это по статистике Ферми-Дирака] так, чтобы
одновременно: (1) сохранялась релятивистская и калибровочная
инвариантность; (2) собственные значения энергии были положительными, в
то время как оба требования были бы удовлетворены, если квантовать по
статистике Бозе"182. В 1936 году он отмечал, что в более общем случае
принцип запрета исключен для любого целого спина183. Работа Фирца184 по
полям со спином, больше единицы, - это еще один важный шаг вперед. Из
всех этих предварительных работ вскоре родилась теорема соотношения между
спином и статистикой, которая, в свободной формулировке, звучит так: поля
частиц с полуцелым (целым) спином могут квантоваться соответственно лишь
по статистике Ферми-Дирака (Бозе-Эйнштейна). Теорема все больше и больше
освобождалась от лишних предположений и в 1958 году была сформулирована в
наиболее общем виде185: если теория поля удовлетворяет условиям: (1)
инвариантность относительно собственных (без пространственных отражений)
ортохронных (без обращения времени) неоднородных (включающих трансляции в
пространстве-времени) преобразований Лоренца; (2) отсутствуют состояния с
отрицательной энергией; (3) метрика в гильбертовом пространстве
положительно определенная; (4) поля, разделенные пространственноподобными
интервалами либо коммутируют, либо антикоммутируют, тогда ни одно поле не
будет иметь "неправильной" связи между спином и статистикой; и это
истинно для любого спина.
Следует отметить, что указанные условия достаточны и для доказательства
СРТ-теоремы, которая утверждает, что при тех же условиях квантовая теория
поля инвариантна относительно комбинированной СТ / -симметрии: правое -
левое (Р); частица античастица (С); прошлое <-> будущее (Т) должна
сохраняться. И вновь ключевая роль в развитии С РТ-инвариантности ппипад-
298 Гении науки
лежит Паули186. Самое общее доказательство принадлежит Ресу Йосту187.
В 1941 году Паули опубликовал прекрасную обзорную статью188 по
релятивистским теориям поля элементарных частиц, которая еще широко
читается и сегодня. В ней он впервые показывает взаимодействие,
описывающее аномальный магнитный момент, сейчас известный как "член
Паули". Эта статья предназначалась для Сольвеевской конференции,
планируемой на 1939 год, которая не состоялась из-за войны.
Другие работы по квантовой теории поля, которые сейчас представляют лишь
исторический интерес, - это комментарии Паули к предложениям других
физиков относительно снятия трудностей (упомянутых выше), причиной
которых являются расходимости, осаждающие теорию поля: его работа, в
высшей степени критическая189, по поводу A-ограничивающего процесса
Вентцеля190 и представлению фотонов с отрицательной энергией Дираком192.
В 1935 году Хидеки Юкава предположил, что ядерные силы связаны с полем,
кванты которого сейчас называются мезонами. Сначала Паули крайне
скептически отнесся к этой идее: он называл ее "юкозом" 193. Так
продолжалось до тех пор, пока Оппенгеймер "не подтолкнул меня в 1941 году
в том направлении, которое было тогда абсолютно новым для меня (мезонная
физика)194... Оппенгеймер стимулировал мой интерес в этой области в 1941
году, и я опубликовал (во время войны) ряд работ на эту тему без
определенного решения какой бы то ни было задачи"195. Что касается его
последнего замечания, то он был далеко не одинок в этом. В начале 40-х
годов мезонная физика, как экспериментальная, так и теоретическая,
пребывала в плачевном состоянии.
Когда Паули начал работу над мезонной теорией, он писал Оп-пенгеймеру:
"Поэзия кончилась, началась физика"196. (В Принстоне он написал несколько
стихов197).)
Все работы Паули по пионно-ядерным взаимодействиям были написаны между
1941 и 1945 годами. В них используется приближение сильных
взаимодействий. Ни одна из работ не принесла Паули удовлетворения.
Первая, по псевдоскалярному случаю, написанная вместе с Сидни
Данкоффом198, дала неправильные результаты для магнитных моментов протона
и нейтрона, что
*По аналогии с "психозом". - Прим. перев.
Вольфганг Эрнст Паули 299
"обеспокоило" Паули199. Следующая работа, совместно с Шири-чи Кусака200,
по смешанной псевдоскалярно-векторной теории, дала неправильный результат
для магнитного момента дейтрона и вела к нестабильности ядра с большим
зарядом. Последняя, написанная вместе с Нинг Ху201, по парной скалярно-
векторной теории, дала неправильное нейтронно-протонное взаимодействие
для дейтрона. Шесть вечерних лекций Паули по мезонной теории и ядерным
силам, прочитанные в Массачусетском технологическом институте осенью 1944
года, были объединены в одну книгу и опубликованы202.
В конце войны Паули надоели мезоны. Как он писал в 1945 году: "Я слегка
устал от мезонной теории"203.
Летом 1942 года Паули писал Вентцелю, что чисто научная деятельность во
всем мире не так активна, как раньше (из-за войны), и это его
