Даниил Данин - Резерфорд

• Название: Резерфорд
• Автор: Даниил Данин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1966

Книга Д.Данина посвящена величайшему физику-экспериментатору двадцатого столетия Эрнесту Резерфорду (1871–1937).

---

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 ие 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 естественным 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 боровской 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.

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 Нильса 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.

17

В который уже раз на страницах этой книги легко произносятся слова — «открыть новую эпоху…». Между тем двери истории ходят на тугих петлях. Как и перед ядерной моделью атома, они не распахнулись с готовностью перед теорией Бора. Но по крайней мере она не была встречена молчанием.

Преимущественной реакцией были оппозиция и скептицизм. Правда, совсем не воинственная оппозиция и не очень огорчительный скептицизм, ибо жила еще надежда, что все неприятности разъяснятся классически.

Когда летом 13-го года Рэлей-младший спросил своего отца — тогдашнего президента Королевского общества, прочел ли он статью Бора о происхождении водородного спектра, Рэлей-старший ответил: «Да, я просмотрел ее, но увидел, что пользы из нее извлечь не смогу… Это не по мне». Еще можно было относиться к квантовым идеям, как к чему-то необязательному. Вскоре, осенью того же года, лорд Рэлей вынужден был отвечать на тот же вопрос не в домашней обстановке и не сыну, а на очередном конгрессе Би-Эй в Бирмингаме целому сонму своих коллег — британских и чужеземных. Среди последних были Пуанкаре и Бор. Шла дискуссия о проблемах излучения.

— Резерфорда и всех нас позабавил один эпизод, — рассказывал позднее Бор. — Сэр Джозеф Лармор весьма торжественно предложил лорду Рэлею выразить свое мнение о самых последних шагах в этой области. Незамедлительный ответ великого ветерана, в прежние годы внесшего решающий вклад в понимание проблем радиации, был таков: «В молодости я строжайше исповедовал немало добропорядочных правил и среди них убеждение, что человек, переваливший за шестьдесят, не должен высказываться по поводу новейших идей. Хотя мне следует признаться, что ныне я не придерживаюсь такой точки зрения слишком уж строго, однако все еще достаточно строго, чтобы не принимать участия в этой дискуссии!»

Всего же забавней — а Бор упомянуть об этом забыл! — что старый ветеран тут же, вслед за этим признанием, не удержался и высказался по поводу новейших идей. И разумеется, без сочувствия:

— Мне трудно, — сказал он, — принять все это в качестве реальной картины того, что действительно имеет место в природе.

Старик был откровенней других, а принять это было трудно всем. Даже манчестерцам. И даже в их среде, судя по словам Андраде, выделялся как редкостное исключение один молодой исследователь, сумевший сразу безоглядно довериться идеям Бора и «распознать их фундаментальную важность».

Однако среди его заслуг была не только понятливость. Было открытие первостепенной значимости. Впрочем, без восторженного признания теории Бора это открытие, обессмертившее имя оксфордского магистра искусств Генри Гвина Д. Мозли, просто не состоялось бы.

Мозли называл боровскую теорию атома «h-гипотезой» и писал Резерфорду, что всем существом своим чувствует ее справедливость. И говорил, что готов сделать все возможное, дабы положить конец широко распространенному убеждению, будто построения Бора сводятся к удачному жонглированию хорошо подобранными числами. В энтузиазме он уверял Резерфорда, что для количественного постижения структуры атома вообще ничего не нужно, кроме трех величин: постоянной Планка «h», массы электрона «m» и элементарного заряда «е». Такой безоговорочный культ простоты природы психологически помог Мозли уверенно искать — ив конце концов найти! — закономерную связь между зарядом атомного ядра и порядком расположения элементов в «естественной последовательности».

…На протяжении почти полувека истинным казался менделеевский принцип расположения элементов: они следовали в периодической системе один за другим в порядке возрастания их атомных весов. Однако уже самому Менделееву пришлось дважды нарушить этот принцип и поставить более тяжелый кобальт перед более легким никелем, а теллур — перед йодом, иначе элементы в обеих парах не попадали на правильные места по своей химической характеристике. А в XX веке исследование продуктов радиоактивных распадов совсем уж смешало все карты: было обнаружено немало элементов, химически совершенно неразличимых, но обладающих разными атомными весами. Появилось несколько свинцов, несколько ториев, несколько радиев… Такие элементы Фредерик Содди и назвал изотопами, то есть занимающими одно и то же место — одну и ту же клетку в менделеевской таблице. Словом, постепенно стало ясно, что химические элементы принципиально отличаются один от другого не атомным весом, а чем-то другим. Чем же? Ответ на этот вопрос и хотел получить Мозли.

Сегодня уже едва ли можно с точностью установить, как возник замысел знаменитой работы, решившей эту проблему: принадлежал ли он целиком Мозли или отчасти еще и математику Дарвину, не была ли руководящая идея подсказана Бором или внушена Резерфордом? Одно несомненно: ранним летом 13-го года, когда «Philosophical magazine» со статьей Бора в свет еще не вышел, Манчестер был единственным местом на земле, где подобный замысел мог прийти в голову экспериментатору. А Мозли был в Манчестере единственным исследователем, безусловно пригодным для его осуществления.