Нильс Бор
Шрифт:
Из письма Маргарет Бор автору (14 ноября 1970 г.).
Он с самых детских лет мечтал побольше узнать о нашем месте во Вселенной…
И покорило воспоминание Фроста о ночи, проведенной в обществе Брэда: «…снежинки таяли, смерзаясь в льдинки, а мы, нацелив в небо телескоп, свои раздумья к звездам устремили… и находили лучшие слова для выраженья лучших в мире мыслей». (Перевод А. Сергеева.)
Бор рассказал, как лекционная программа задержала его в Амхерсте дольше, чем в других местах, и это позволило ему встретиться с Фростом несколько раз. Они разговаривали об устройстве природы и устройстве нашего языка. И то был единственный случай за океаном, когда он все-таки
…Спустя десятилетия историки узнали об этих встречах от уже постаревшего и забывшего детали физика Фрэнка Хойта, сопровождавшего Бора в Штатах повсюду. Он припомнил, что и впоследствии, когда бы ему ни доводилось видеться с Бором, тот неизменно заговаривал о Роберте Фросте. Даже в свои семьдесят три. «Тут было нечто, оставившее в его душе неизгладимый след», — сказал Хойт.
Как в истории со звездочетом Брэдом, поэт и теоретик искали лучшие слова для выраженья лучших в мире мыслей.
— И что же, находили? — слышится насмешливый голос Паули.
И ответ Бора:
— Лучшие труднее всего выразимы.
В первый же день работы над той статьей о дополнительности они неспроста записали в начальном параграфе необычайное для научного текста утверждение: «…квантовому постулату присуща иррациональность». И когда Бор диктовал эту фразу, Паули ее одобрил. А иррациональность и подразумевала невыразимость с помощью обычной логики. Идея квантового постулата — одна из «лучших мыслей» в физике нашего века — не выводилась из предыдущего опыта познания, а сама начинала цепь новых выводов и догадок. И Бор сказал, что в конце статьи им придется еще раз повторить эти слова об иррациональности.
Разумеется, вспоминал он и о физиках Америки.
В быстрой смене коротких встреч прошли перед ним мастера тонкого и точного эксперимента — Ирвинг Ленгмюр, Роберт Милликен, Альберт Майкельсон, Артур Холли Комптон. Правда, кое в чем их физические взгляды не казались Бору столь же бесспорными, как их лабораторные измерения. Но у каждого случая тут была своя окраска.
Несмотря на разногласия с пылко фантазирующим Ленгмюром, он проникся к нему глубокой симпатией.
А избыточно самовосхищенный Милликен вызвал у него противоположные чувства. А несколько старомодный Майкельсон почему-то счел его, Бора, консерватором, и взаимопонимания между ними не случилось.
Но сложнее всего было с молодым Комптоном, чья звезда начала восходить именно тогда. За полгода до их Чикагской встречи, весной 23-го, появилась важная работа этого трезвого исследователя. Тридцатилетний Комптон прочной статью своей фигуры словно бы прибавлял достоверности собственному открытию. Однако у него были серьезные оппоненты среди соотечественников.
Он изучал: рассеяние рентгеновских лучей электронами убедился: после столкновения с электроном жесткий рентгеновский луч делается мягче — он меняет свою частоту — она становится меньше. Казалось бы, что тут могло вызвать недоверие? Летит высокочастотный квант — очень энергичный. Встречный электрон при столкновении поглощает его энергию. Доля превращается в энергию движения отброшенного электрона. А остальное приобретение электрон сам излучает или отражает в виде нового кванта. И этот новый квант, конечно, менее энергичен, чем первоначальный: по закону сохранения! Вот и все. Однако при непременном условии: если прав Эйнштейн и луч падает на электрон, это реальная частица. А если излучение — только волновой процесс? Тогда простая картина затуманивается. Надо искать хитроумные выходы из затруднений. И опыт начинает расходиться с теорией. Комптоновский эффект являл собою в своей простоте взаправду нечто очень эффектное.
Через пять лет после Комптона — в 1928 году — изменение цвета зримых лучей действительно было найдено. Это явление — комбинационное рассеяние света — открыли в кристаллах советские физики Г. Ландсберг и Я. Мандельштам. И одновременно — в жидкостях — индийские физики К. Кришнан и Ч. Раман. Случилось так, что в истории оно утвердилось под коротким обозначением Раман-эффекта (без малейших оснований для такого предпочтения) .
Прелюбопытно, что еще в пору ранних дискуссий вокруг результатов Комптона один скептик сказал ему после шумного заседания: «Вы отличный спорщик, Артур, но правда не на вашей стороне». А был этим скептиком Раман!
…Бор, склонившийся над приборами в Райерсонской лаборатории Комптона, не походил на скептика. В экспериментальных результатах американца он не сомневался. Однако теории его не одобрял. Тогда, на исходе 23-го года, готовый пожертвовать строгостью закона сохранения энергии, Бор в такой теории не нуждался. Он еще полагал, что можно обойтись без признания квантов реальными частицами. Но теперь-то, через четыре года, оглядывая и этот эпизод недавнего прошлого с вершины Принципа дополнительности, он знал, что не на его стороне была правота…
Почти одновременно с его возвращением из-за океана приехал на Блегдамсвей двадцатитрехлетний выпускник Гарвардского университета Джон Слэтер.
Новый, 1924 год он встречал в Копенгагене. И, наверное, ни у кого в институте не было лучшего настроения: его возносило ни с чем не сравнимое чувство исследователя — «я нашел!». И ведь что нашел: ни много ни мало, а физический механизм, соединяющий несоединимое — картину волн и картину частиц в поведении света. И ему хотелось, чтобы рождественские каникулы окончились поскорей: тогда наступит наконец час детального испытания его замысла в дискуссии с Бором. И Крамерсом тоже.
Голос Паули:
Бедный мальчик! Кто же из вас первым испортил ему настроение? Голос Бора:
— Мои соображения он воспринял, кажется, как слишком туманные. Он мыслил очень предметно.
…Хоть Слэтер и мыслил очень предметно, он не сумел бы показать рисунком на доске действие придуманного им механизма. Как и полагается теоретику, он построил математическую модель излучающего атома: каждому испускаемому кванту с его частотой и яркостью соответствовало в атоме «нечто колеблющееся» (осциллятор по-латыни). Да ведь Бор и сам уже создал похожую модель, когда начал рассматривать излучение атома как музыкальный аккорд. Слэтер шел по следу копенгагенцев. Но им владела будоражащая убежденность, что он уже обгоняет их в понимании атомной механики. А меж тем его модель сама не очень поддавалась пониманию.
«Нечто колеблющееся», образно говоря, стало в его воображении чем-то вроде микрорадиостанций для связи атомов между собой. Некие волны — Слэтер называл их призрачными — как бы несли с собою команды, управлявшие квантовым поведением атомных электронов. Среди прочего ему думалось, что теперь рассеется тревога Эйнштейна: случай с его вероятностными законами будет изгнан из теории атома. А Бор теперь увидит, что квантовые скачки доступны нормальному описанию, подобно непрерывным процессам. Трудно взять в толк, откуда бралась эта уверенность. Слэтер не замечал, что питает напрасные иллюзии. Его призрачные волны сами были вероятностного происхождения.