Нильс Бор
Шрифт:
Они все более обнажались, эти влекущие трудности. И были не только лабораторными и не только математическими. Уже предугадывалось: «доскональное углубление в предмет» столкнет его мысль с философскими недоумениями, какие не мучили физиков прежде. Уже предчувствовалось: «неутомимое доведение начатого до конца» приведет его к размышлениям о лукавых свойствах нашего языка, до которых прежде физикам не бывало решительно никакого дела…
Да, все это уже предугадывалось и предчувствовалось, хотя мысль его по-прежнему работала привычным для теоретика чередом — без философических претензий. Под размеренный скрип его прочных подошв Крамерс терпеливо ловил
Снова и снова он спрашивал себя: откуда бралась доказанная жизнеспособность его странной атомной модели? Что заставляло атом излучать свет и как это происходило, если электроны, летящие по разрешенным орбитам, энергии не теряли и электромагнитные волны от них не отчаливали? Кванты света рождались в процессе неделимых и неуследимых электронных перескоков с орбиты на орбиту. Но беда заключалась в том, что такие скачки из-за их принципиальной неделимости нельзя было описывать как процесс — как непрерывное перемещение электронов от точки к точке! Когда бы не так, любой скачок дробился бы на мелкие скачочки, а те — на еще более мелкие, и движение электрона с орбиты на орбиту предстало бы непрерывным, и раз уж тут происходило излучение, оно тоже явилось бы нам в виде сплошного — непрерывного — спектра, а вовсе не линейчатого — прерывистого. Теория вступила бы в противоречие с опытом. Ее незачем было бы создавать.
Но ВЫНУЖДЕННОЕ примирение с идеей квантовых скачков тотчас возбуждало вопрос: по каким законам они совершаются? Больше не связанное с классическим движением, какими закономерностями управляется излучение атомов?
…Для Бора были духовной поддержкой дважды прозвучавшие в недавних статьях Эйнштейна слова высокой оценки его модели.
В конце 16-го года — по поводу всего построения в целом:
«С тех пор как предложенная Бором теория добилась выдающихся успехов, едва ли можно усомниться, что основополагающая идея квантов должна быть сохранена».
В середине 17-го — по поводу постулата квантовых скачков:
«…Ныне можно уже утверждать, что он принадлежит к числу надежно установленных основ нашей науки».
Бор тогда не знал (и, возможно, не успел узнать до самой смерти), что еще перед войной, на исходе 13-го года, Эйнштейн не только в беседе с Хевеши, но и вслух выступил однажды защитником его квантовой модели. Об этом лишь в мае 1964 года — в частном письме — рассказал старый швейцарский профессор Танк историку Максу Джеммеру. Дело было на еженедельном коллоквиуме в Цюрихе, где присутствовали фон Лауэ и Эйнштейн. После доклада о только что появившейся теории Бора раздались две реплики одна за другой:
Макс фон Лауэ: Это вздор!.. Электрон на орбите должен излучать!
Эйнштейн: Нет, это замечательно! И что-то кроется за этим…
И вот через три года с лишним в двух статьях Эйнштейн сам попытался нащупать это «что-то»… Опираясь на боровскую модель да еще на резерфордовский закон радиоактивного распада, он провозглашал многообещающую идею.
Испускание квантов света напомнило ему испускание радиоактивных частиц: оно тоже совершалось самопроизвольно. И потому для описания процессов излучения тоже годились статистические законы случая. Ничего не зная о механизме квантовых скачков, одно можно было утверждать наверняка: рождение разных квантов
Эйнштейн сумел ввести эти вероятности в теорию. И получил поразительно простой вывод сложного закона Планка для теплового излучения. Он сам назвал этот вывод поразительно простым. Другие называли его потрясающе простым, изумительно простым, фантастически простым: все помнили, каким громоздким был он у Планка. Такая простота воспринималась как залог правоты. Идея Эйнштейна работала.
Но старых вопросов это не снимало. Скорее обостряло их. И новое сочинение Бора «О квантовой теории линейчатых спектров» должно было охватить все понятое и не понятое теоретиками за минувшие годы.
Четыре части — четыре разговора с природой и самим собой. В те дни, когда кончина Кристиансена пробудила его воспоминания о дискуссионных пятницах в доме отца, он как раз трудился над вступлением к этому сочинению. И через полгода, печатая первую часть, отдельно задатировал Введение: «Копенгаген, ноябрь 1917 года», будто хотел помочь будущим историкам. Там были слова, которые и вправду стоило задатировать, ибо завтра все могло измениться:
«…Многие трудности, по природе своей фундаментальные, остаются неразрешенными… Эти трудности сокровенно связаны со свойственным квантовой теории решительным отходом от обычных идей… В предлагаемой работе будет показано, что, кажется, есть надежда пролить некоторый свет на эти беспримерные трудности, попробовав проследить — так далеко, насколько это окажется возможным, — черты сходства, сближающие квантовую теорию с обычной теорией излучения».
…Часто, в дни вынашивания масштабных замыслов, исследователей и художников легко и по всякому поводу («как женщин, понесших впервые») охватывает чувство отъединенности от окружающих. Не тот ли ноябрь вспоминался Бору, когда позднее он писал Зоммерфельду о временах своего одиночества в науке?
Но снова, как раньше, это чувство могло быть у него при взгляде со стороны только мимолетным. Уже в декабре он написал Резерфорду, как существенно для него сотрудничество юного голландца. А весь восемнадцатый год, когда намеченная программа осуществлялась, Крамерс был рядом. И взрослел на глазах, превращаясь в сильного теоретика.
Когда выпадали свободные дни и часы, Крамерс писал самостоятельную работу. А такие часы и дни выпадали тем чаще, чем больше времени отнимал у Бора проект его «маленькой лаборатории». Требовательного, как все новорожденные, его надо было нянчить. Но и наедине с собой Крамерс продолжал жить в кругу исканий учителя: его занимал математический анализ тонкой структуры водородного спектра. Двадцатитрехлетний, он готовил докторскую диссертацию. В следующем году ему предстояло защищать ее дома — в Лейдене. И он все глубже чувствовал, какое это было верное решение — обосноваться у Бора: все равно что поселиться прямо в штурманской рубке корабля, идущего к новым землям.
И штурман радовался. Тонкости навигации давались голландцу, как и предсказывал Харальд, на диво легко. Крамерс блистательно владел аппаратом аналитических уловок классической механики. Для Бора — для выполнения его программы — это было тогда крайне важно.
Его программа выросла из идеи, пустившей крепкие корни еще в первой статье Трилогии 13-го года. Там эта идея называлась соображениями аналогии — аналогии между квантовой теорией и классикой. И сейчас он сохранял это же название. Знаменитый термин Принцип соответствия пришел ему на ум позже — в 20-м году. Снова он возвращался к истокам своей атомной модели.