Новый золотой листок, тонкий, вибри­рующий, не хотел прилаживаться к стерженьку старого элек-|| троскопа

Вид материала

Документы

Содержание 25 Д. Дании 385

Подобный материал:

• Старая сказка о Золотой рыбке на новый лад, 47.62kb.
• Лек­ция №2 элек­Т­ричес­кие сиг­НА­лы ин­ТЕ­граль­ных ми­К­РО­схем, 64.56kb.
• Этот старый Новый год!, 113.66kb.
• На маршруте «От Николая до Иордана» новогодний тур для детей и взрослых восточный экспресс, 106.11kb.
• * Законный представитель, 30.63kb.
• Изо­бре­те­ние элек­три­че­ской свар­ки, 31.46kb.
• Московский новый юридический институт мировая экономика контрольные вопросы по курсу, 55.8kb.
• Листок нетрудоспособности. Заполняем новый бланк проверка заполнения больничного листка, 216.67kb.
• Новый год в индии: золотой треугольник + гоа, 215.15kb.
• Сказки "золотой клетки", 811.87kb.

ния водородного спектра очень остроумны и представля­ются отлично разработанными. Однако сочетание идей Планка со старой механикой делает весьма затруднитель­ным физическое понимание того, что же лежит в основе такого механизма. Мне сдается, что есть серьезный ка­мень преткновения в вашей гипотезе, и я не сомневаюсь, что вы полностью сознаете это, а именно: как решает электрон, с какой частотой должен он колебаться, когда происходит его переход из одного стационарного состоя­ния в другое? Мне кажется, вы будете вынуждены пред­положить, что электрон заранее знает, где он собирает­ся остановиться...

Это замечание поразило молодого Бора. Он помнил его, как мы увидим, и почти полвека спустя. Но в «крайне затруд­нительное положение» поставили его совсем другие строки из письма Резерфорда:

...Я думаю, что в своем стремлении быть ясным вы уступаете тенденции делать статьи непомерно длинными и позволяете себе повторять одни и те же положения в разных частях работы. Полагаю, что ваша статья дей­ствительно должна быть сокращена, и думаю, что это может быть сделано без какого бы то ни было ущерба для ее ясности. Не знаю, принимаете ли вы во внимание тот факт, что длинные сочинения отпугивают читателей, чувствующих, что они не имеют времени в них углуб­ляться *.

А через пару строк снова:

...Мне будет очень приятно отправить вашу статью в Phi), mag., но это доставило бы мне больше удовольствия, если бы ее объем был значительно урезан. Во всяком случае, я внесу все необходимые коррективы с точки зре­ния английского языка.

И еще раз — в связи с обещанием Бора прислать следую­щие главы работы:

...Послушайтесь моего совета и постарайтесь писать' их со всею возможной краткостью, совместимой с ясно­стью.

И наконец, в пост-скриптуме — с уже неприкрытым раз­дражением и откровенной властностью:

. Р. S. Полагаю, вы не станете возражать против того, чтобы я по своему усмотрению вырезал прочь из вашей статьи все те места, какие сочту необязательными? По­жалуйста, ответьте!

* Автор хочет отметить в сноске, что он отлично сознает, как неосмотрительно с его стороны цитировать здесь это сердито-спра­ведливое замечание Резерфорда.

386

Да, все-таки рука Резерфорда с годами стала десницей, А слово «десница» соседствует в словаре со словом «деспот». Конечно, деспотизм его был просвещенным. И умерялся вели­кодушием. И даже допускал дискуссионность. Иначе у него был бы штат, но не было бы школы. И вокруг клубились бы пособники, а не друзья. И все же это был деспотизм, порою доставлявший окружающим ненужные и тревожные заботы о самосохранении.

«Пожалуйста, ответьте!»

Легко представить себе час смятения в Копенгагене, в до­ме молодой четы Боров на Сент-Якобсгаде, 3. Под реальной угрозой оказалось быстрое опубликование в авторитетнейшем лондонском журнале такой многообещающей и долгими тру­дами давшейся работы: Бор считал обязательным каждый аб­зац в своей статье и не желал, чтобы ее подвергала вивисек­ции 'даже рука Резерфорда. Что же будет?.. А квантовые идеи уже настойчиво проникали в атомную физику — их уже пытались приложить к проблеме строения вещества Вальтер Нернст, Дж. Никольсон, Н. Бьеррум, Артур Хааз... Кванто­вые возможности уже дискутировались на научных семинарах в разных местах. И как сказал полтора года назад в Брюс­селе Лоренц, «вполне вероятно, что пока происходит колле­гиальное обсуждение намеченной проблемы, какой-нибудь мы­слитель в уединенном уголке мира уже дошел до ее реше­ния». Вот он. Бор, дошел. И было бы невыразимо досадно так непредвиденно задержаться у финиша!.. А задержка те­перь казалась неминуемой — и не только потому, что он не мог уступить требованиям Резерфорда, послав по телеграфу короткое: «Согласен любые сокращения». Дело психологиче­ски осложнилось: пока шло письмо из Манчестера, он. Бор, переполненный мыслями и жаждущий развивать успех в но­вых направлениях, отправил вдогонку своей первоначальной рукописи новый ее вариант — и отнюдь не урезанный, а рас­ширенный! «Существенно расширенный», как рассказывал он позже. В свете властного резерфордовского пост-скрипту-

ма это выглядело ужасно.

е

...Я почувствовал, что есть единственный способ по­править случившееся — немедленно поехать в Манчестер и обо всем переговорить с Резерфордом наедине.

Такова была предыстория его внезапного появления мар­товским вечером 1913 года на Уилмслоу-роуд, 17.

Когда за спиною затворилась дверь кабинета и хозяин стремительно подвел его к письменному столу, Бор сразу

387

Дь. .'.-.

-?А.-айС~-

узнал в распластанных бумагах оба варианта своей работы. Он увидел отброшенные в сторону страницы, отчеркнутые аб­зацы, вымаранные фразы, исправленные поверху слова. Он не взбунтовался — он был к этому готов.

Да и вообще в печальном зрелище рукописи, к которой прикоснулась десница Резерфорда, не было для него ничего особенно нового. В прошлом году он не раз воочию наблю­дал, как готовились в Манчестерской лаборатории статьи для печати. Видел экзекуции над английскими текстами поляка Казимира Фаянса, венгра Дьердя Хевеши, немца Ганса Гей­гера... Видел испытания, выпадавшие на долю и англичан — Джемса Чадвика, Дж. М. Нэттолла, мисс Мэй Сибил Лесли и многих других. Видел, что этих испытаний не удавалось избе­жать даже сверхревностному Генри Гвину Джеффрису Мозли. Больше того — он видел, как терзал Резерфорд самого себя, готовя к печати третье издание своей знаменитой «Радио-ак­тивности», которая должна была выйти в .обновленном виде под названием «Радиоактивные вещества и их излучения». Кстати, именно в этой книге, редактируя себя, Резерфорд, ка­жется. впервые ввел в обращение термин «нуклеус» — «яд­ро» вместо многословного — «центральное заряженное тело в атоме».

Наконец, Бор сознавал, что требовательность Резерфорда к тексту научных работ бывала прямо пропорциональна значе­нию, какое он им придавал. Это могло бы утешить датчанина, если бы он приехал за утешением. Но он приехал за другим.

Он решил устоять. Он собрал всю свою кроткую неуступчи­вость. Если Резерфорд коса, он будет камнем. Самолюбиво за­щищать свой стиль он не собирался — он еще не знал, есть ли у него свой, боровский, стиль. Но подробностями существа дела он не пожертвует — ни ради краткости, ни ради облег­чения участи читателей «Philosophical magazine». У кого нет времени углубляться в длинные статьи, пусть дождется рефе­рата в «Nature».

Он решил устоять. Он собрал ''всю свою тихую неодолимую твердость. Он знал. всего труднее будет выдержать внутрен­ний напор Резерфорда — его дружественный улыбчивый гнет, когда твоя воля сникает перед упрямой силой его подавляющей личности. Может быть, всего больше боялся он того, что поз­же сам назвал «очарованием резерфордовской порывистости». Оказаться незаметно сдавшимся — вот в чем была опасность.

...Ив и Мэри давно уже успели порассказать друг другу все новости, он — монреальские, она — манчестерские; Ив давно уже успел узнать все забавные детали прошлогоднего

388

путешествия Резерфордов по Франции, когда они, пригласив с собою Брэггов, проехали на своем «уолслее-сиддлее» весь путь от Ла-Манша до Пиренеев; Мэри давно успела во всех подробностях описать канадцу прошлогодние торжества по случаю 250-летия Королевского общества, когда Эрнст, чтобы выглядеть, как все, на королевском приеме в Виндзорском замке, вынужден был купить себе цилиндр и непритворно страдал от «этого чудовища», а потом, во время «гар-ден-парти», в многотысячной толпе ученых гостей короля из­лишне громко негодовал на бессмысленную усталость и го­ворил, что ему было бы всего приятней, если бы впредь он уже никогда не удостаивался подобной чести; словом. Ив и Мэри давно успели попечалиться и посмеяться над множеством пустячных историй, какими переполнена жизнь, а Резерфорд и молодой датчанин продолжали сидеть взаперти за дверями кабинета.

Было очевидно — там шел спор. Правда, со стороны это выглядело странновато: Иногда оттуда доносился долгий рык, ему отвечало молчание — казалось, Резерфорд спорит с ти­шиной. В общем так оно и было.

(Несколькими годами позже Абрам Федорович Иоффе пи­сал жене в Петроград о дискуссиях с Бором в Геттингене:

«Бор удивительно глубокий и светлый ум, несколько замкну­тый и до невероятия застенчивый и осторожный в сужде­ниях...») ,

Тот поединок в Манчестере продолжался не вечер и не два... И порывистость не одолела застенчивости, рычание — тишины. То, чего боялся младший, случилось со старшим: не­заметно сдавшимся оказался Резерфорд. Пожалуй, впервые в жизни! Тут вмешалось в схватку кое-что просто человече­ское.

Коса не сразу нашла на камень. С бесчисленными повто­рами из-за утомительного обговаривания длиннейших ссылок на предшествующие работы самого Резерфорда, Томсона, Планка, Эйнштейна, Хааза, Никольсона, Пашена, Пиккеринга, Фаулера, Ритпа, Вуда, снова Резерфорда и снова Томсона, словом — с литературными неловкостями в стиле немецкой добросовестно-показной учености покончили без кровопроли­тия. Вор лишь вздыхал — то сокрушенно, то восхищенно, ви­дя, как прекрасно выстраивается текст, когда все обременяю­щее уходит в краткие сноски. Этой прополке он не противился и унес о ней благодарное воспоминание. Но Резерфорд тре­бовал удалить из рукописи и все оригинальное-боровское, ес­ли оно осложняло главную тему — квантовое истолкование

389

устойчивости планетарного атома. А Бору все осложняющее было дорого не меньше, чем главное. Все! И среди прочего — размышления о предельном переходе квантовых закономерно­стей в классические: то, что стало потом его «принципом соот­ветствия»... Все, казавшееся Резерфорду для этой основопо­лагающей статьи второстепенным. Бору виделось в ином свете: оно уводило не в сторону, а в будущее атомной меха­ники.

Он чувствовал за собою право намечать любые маршруты по необжитой земле. И хотел защитить это пионерское право!

Слишком хорошо и давно знакомы были Резерфорду такие притязания гения и побуждения молодости, чтобы он мог не понять их. И он все понял. Но тогда какими же глазами дол­жен был взглянуть он на свою роль в этом споре? Деспотиче­ская требовательность переставала выражать только его лите­ратурную взыскательность. Чем черт не шутит, уж не впол­зает ли он, сорокадвухлетний, в пору извечного-рутинного отцовства, которое не желает, чтобы дети заходили дальше предписанного?! И в трудную минуту спора, когда ему нечего было возразить на очередной тишайше нескончаемый довод датчанина, он нанес самому себе чувствительный удар: «А не начало ли это старости, by thunder?!» И потекли обезоружи­вающие мысли. Не о статье — о жизни. И, прервав Бора, он вдруг сказал (без рычания):

— Ладно, старина, пусть будет по-вашему — сохраните это место...

И во второй вечер чаще, чем в первый, и в третий — ча­ще, чем во второй, произносил он это смиренное и так на него не похожее — «ладно, мой мальчик, пусть будет по-ваше­му...». И эта победа над собой, облеченным авторитетом и вла­стью, была ему сладостна, как возвращение в молодость. Она была как добровольный отказ от сомнительных привилегий старшинства, прославленности, генеральства. Редчайший от­каз! Он сразу облегчал приобщение к молодому поколению, уже идущему следом.

Следом? Нет, Резерфордпочувствовал: ужеидущему в обгон!

В те мартовские вечера и вправду происходила его первая серьезная встреча со следующим великим поколением физи­ков — чистых теоретиков квантовой эры. Перед ним сидел их будущий лидер, нашедший в его планетарном атоме точку опоры для того, чтобы со временем перевернуть весь мир обжитых представлений о ходе вещей в природе. Еще никто

390

не догадывался, что так далеко зайдет дело и подвергнутся пересмотру даже фундаментальные и, как думалось веками, неприкосновенные основы физического познания. Среди них классическая причинность явлений. Сам датчанин еще не дога­дывался об этом. В его тогдашней теории электрон на стацио­нарных орбитах двигался вполне классически, а квантовым подданным становился только при перескоках по лестнице раз­решенных состояний атома. Как смешно сказал чуть позднее Брэгг, Бор предложил физикам пользоваться по понедельни­кам, средам и пятницам классическими законами, а по вторни­кам, четвергам и субботам — квантовыми. Никто еще не знал, произойдет ли переход на полную квантовую неделю. И никто не смог бы предсказать, что этот переход займет полтора деся­тилетия.

Начинающий лидер, внешне так мало похожий на законо­учителя и вождя, сидел тогда в кабинете Резерфорда, защищая и представительствуя только самого себя. А поколение, кото­рому история предназначила под его бессменным водительством совершить громадные дела. еще играло в детские игры под небесами Англии, Германии, Италии, России, Швейцарии... И ничего не ведало о «гадких квантах» (как говаривал Эйн­штейн). Забавно подумать, что Вольфгангу Паули минуло тогда всего тринадцать, а Энрико Ферми и Вернеру Гейзенбергу не было и двенадцати. Эугену Вигнеру — одиннадцати, Полю Ди­раку исполнилось десять, а Лев Ландау только что отпраздно­вал свое пятилетие... И хотя уже готовы были выйти на сцену старшие — тридцатилетний Макс Борн, двадцатипятилетний Эр-вин Щредингер, девятнадцатилетний Луи де Бройль,—датчанин еще ничего не знал о них, как и о всех других будущих участ­никах начинавшейся драмы. Поколению предстояло быть много­язычным, пестрым' по возрасту и прошлым заслугам... Ему предстояло еще сформироваться. Однако знамя именно этого поколения, покуда что нерасшитое, неразвернутое и даже к древку не притороченное знамя, уже привез с собою в Ман­честер Нильс Бор.

И Резерфорд с нестареющим своим чутьем тотчас почуял тот ветерок из будущего, под которым заплещется это знамя. Можно бы в шутку сказать, что ветерком из будущего тянуло с лестницы квантованных уровней энергии в атоме. Ветерок из будущего подстегивал электроны, уже наполовину презревшие классические правила поведения и непонятно скачущие с орби­ты на орбиту. И что самое удивительное — без всяких види мых причин выбирающие для скачка тот или иной из возмож­ных вариантов. Тот или иной! Тут уже предчувствовался кон-

391

фликт с классической однозначной причинностью, не допус­кающей подобных вольностей.

В самом деле, Резерфорд недаром еще до внезапного приез­да Бора написал ему, что в гипотезе квантовых скачков элек­тронов есть серьезный камень преткновения: «...как решает электрон, с какой частотой должен он колебаться, когда проис­ходит его переход из одного стационарного состояния в дру­гое?» Ведь и вправду получалось, что электрон вынужден зара­нее это решать.

В классической теории такой странной проблемы не возни­кало: электрон излучал, непрерывно колеблясь или вращаясь, и частота излученного им света прямо указывала на частоту его колебаний или вращения. А теперь все зависело от величи­ны скачка электрона — от глубины его безостановочного паде­ния в атоме: случится большой скачок — произойдет большая потеря энергии — большим будет излученный квант — высо­кой частота испущенного света. А малым окажется скачок — малым будет квант — малой частота. Но откуда знает электрон, сорвавшийся с устойчивой орбиты, где он остановится, на ка­кую нижележащую орбиту сядет? А логика требовала, чтобы он обязательно знал это заранее, ибо уже на старте все опре­делял финиш. Тут сказывалась принципиальная особенность квантов, как простых порций световой энергии: каждый квант — частица света одного цвета. Квант монохроматичен и элемента­рен по определению: у него нет «внутреннего устройства» — в нем не могут быть намешаны электромагнитные колебания разных частот. И потому уже в момент начала скачка электрон обязан «сделать выбор» — какой квант испускать, иначе гово­ря — с какой частотой колебаться.

Это выглядело мистически. И неспроста с течением лет по­шла гулять по миру философическая молва, будто новая — квантовая — физика признает «свободу воли» электрона. Ре­зерфорд в своем письме словно предугадал эту будущую не­приятность.

Естественно, они и об этом говорили в том нескончаемом споре на исходе марта 13-го года, хотя тут уж речь шла не о тексте, а о' подтексте боровской статьи. Но споры о подтексте обычно и бывают самыми многозначительными. И всего дольше не забываются. Когда почти через пятьдесят лет — весной 1961 года в Москве — в тесном кругу физиков-теоретиков Бор вспоминал прошлое и кто-то спросил его: «Как отнесся к вашей теории Резерфорд?», последовал немедленный, совер-

392

шенно боровский по стеснительной улыбчивости ответ: «Резер­форд не сказал, что это глупо, но...» И Бор почти дословно повторил замечание из старого резерфордовского письма: «...но он никак не мог понять, каким образом электрон, начиная прыжок с одной орбиты на другую, знает, какой квант нужно ему испускать». И, припомнив схватку в Манчестере, добавил:

«Я ему говорил, что это как branching ratio при радиоактивном распаде, но это его не убедило».

Профессор Е. Л. Фейнберг, записавший беседу с Бором, не перевел русским термином это выражение, означающее:

«отношение ветвления». Суть же в том, что есть случаи, когда один и тот же радиоактивный элемент распадается двояким спо­собом: доля его атомов испускает бета-лучи — электроны, а другая доля — альфа-частицы — ядра гелия. Ясно, что в ре­зультате таких распадов элемент претерпевает совершенно разные превращения. Так, из каждых десяти тысяч атомов радия-С в среднем три атома переживают альфа-распад и пре­вращаются в теллур-210, а 9997 атомов становятся жертвами бета-распада и превращаются в полоний-214... Громадна раз­ница — 3 и 9997. Но в других случаях отношение ветвления, напротив, оказывается близким к единице. Однако дело тут не в числах, а в принципиальной странности происходящего: атому предлагаются на выбор два пути распада — две возможные судьбы. И свое будущее он выбирает сам, ибо, как известно, от внешних физических условий течение радиоактивных пре­вращений не зависит. И всякий раз' атом как бы «заранее ре­шает», что испустить — альфа-частицу или электрон?

Сходство с квантовыми скачками было тут действительно полным. Однако разве это выручало мысль из беды? Необъяс­нимое разъяснялось необъясненным! И конечно, такая ссылка на двойной распад ни в чем не могла убедить Резерфорда. На что же рассчитывал молодой Бор, приводя в споре столь бесполезный аргумент?

А других у него не было, да и быть еще не могло. Когда в природе открывается нечто принципиально новое, не выте­кающее из прежних представлений о естественном ходе ве­щей, оно, это новое, логически незащитимо. Его единственный оплот — физические факты, существующие вопреки своей абсурдности. Новые идеи узаконивают абсурд. И на абсурдных примерах держатся. Для самого Бора ссылка на двойной распад только это и означала: вот еще один пример тех же странностей! А в споре с Резерфордом этот пример был осо­бенно хорош: крупнейшему знатоку радиоактивности двойной распад наверняка должен был представляться чем-то естествен-

393

ным и законным, потому что он с ним свыкся. Можно было ожидать, что тогда и «свобода выбора» квантовых скачков не покажется Резерфорду антифизическим вымыслом. Аргумент Бора должен был сыграть миротворческую роль.

Но Резерфорд вовсе и не собирался враждовать со стран­ностями теории Бора: если бы он не испытывал к ней доверия, он не постеснялся бы сказать об этом датчанину напрямик. В том же 1913 году Эйнштейн сказал по поводу боровских идей: «...если это правильно, это означает конец физики как науки». Резерфорд так не думал. Он хотел лишь ясности и убе­дительности. Его замечание прозвучало не как возражение, а как недоумение. Позднее Бор писал в своих воспоминаниях, что это недоумение было «очень дальновидным, ибо коснулось той проблемы, которой предстояло стать центральным пунктом последующих продолжительных дискуссий». Продолжительных! Это сказано было слишком скромно. И сегодня, через полвека с лишним, длятся те же дискуссии. Еще и сегодня раздаются голоса, всерьез повторяющие шутливый довод Эйнштейна против вероятностного истолкования законов микромира: «Я не могу поверить, будто господь бог играет в кости!» Еще и сегодня...

Словом, и сегодня еще длится спор, начавшийся мартовски­ми вечерами 13-го года в манчестерском доме Резерфорда.

В общем надо признать, что тот разговор о подтексте бо-ровской статьи был, в сущности, первым в истории физики предметным спором о глубинной сути еще не родившейся кван­товой механики. Ее основные принципы — Принцип неопреде­ленности и Принцип дополнительности — еще были неведомы самому Бору. И он не мог опираться на них. Но от всей его аргументации веяло новым способом физического мышления. И Резерфорд почувствовал это. И еще острее, чем при обсуж­дении стиля статьи, ощутил он себя в лагере отцов. Повинный в самом появлении теории Бора и готовый к ответу за это пре­ступление против классики, он придирчиво выставлял на свет все, что особенно отягчало вину датчанина, а косвенно и его собственную. Вот был случай, когда понять воистину значило простить! И он хотел понять. Но сначала надо было смириться.

Бор потом написал: «Он был тогда ангельски терпелив со мной». Так пишут о дьявольски нетерпеливых, вдруг изменив­ших своему обыкновению. Бор выразился бы точнее, прибавив к словам о терпеливости слова о терпимости. Однако по отно­сительной молодости он, конечно, не оценил тогдашнее самоот­речение Резерфорда. Он слишком был переполнен радостью,

394

что сам не отрекся — выстоял и не отрекся! И ему навсегда запомнилась похвала Резерфорда: «Никак не предполагал, что вы проявите такую неуступчивость!» Догадывался ли Бор, что Резерфорда в ту пору обрадовала бы прямо противоположная похвала — одобрение уступчивости, которую он проявил...

В начале апреля первая из трех исторических статей Ниль-са Бора «О конституции атомов и молекул» приняла оконча­тельный вид. В ее проблемном содержании сохранилось все, что отстаивал Бор. В ее литературной форме изменилось все, на чем настаивал Резерфорд. И, задатированная 5 апреля 1913 года, она, снабженная препроводительным благословением Резерфорда, ушла, наконец, в редакцию «Philosophical magazi­ne», чтобы открыть собою новую эпоху в теоретическом по­знании микромира.