Даниил Данин - Нильс Бор

• Название: Нильс Бор
• Автор: Даниил Данин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1978

Эта книга — краткий очерк жизни и творчества Нильса Бора — великого датского физика-мыслителя, создателя квантовой теории атома и одного из основоположников механики микромира. Современная научная мысль обязана ему глубокими руководящими идеями и новым стилем научного мышления. Он явился вдохновителем и главой интернациональной школы физиков-теоретиков. Замечательной была общественная деятельность ученого-гуманиста — первого поборника международного контроля над использованием ядерной энергии, борца против политики «атомного шантажа»

Книга основана на опубликованных ранее материалах, обнаруженных автором в Архиве Н. Бора и в Архиве источников и истории квантовой физики в Копенгагене.

---

Превыше всего! Превыше всего!

Мыслимо ли было вообразить, что такая узколобая вера сможет угнездиться в просвещенных головах?! Жаль, что безучастная природа открывает порою кое-что важное и недостойным. Жаль, что осенью 13-го года она открыла Штарку одно из тех явлений, какие надолго вводят имя первооткрывателя в историю естествознания. Жаль, но ничего не попишешь…)

Штарк увидел: внешнее электрическое поле что-то делает с излучающими атомами, и обычные линии в спектрах водорода и гелия расщепляются — каждая на несколько новых. На языке спектроскопистов: возникают мультиплеты. Или тонкая структура.

Вообще-то говоря, мультиплеты тонкой структуры не были для физиков новостью. За семнадцать лет до Штар-ка, в 1896 году, голландец Питер Зееман уже наблюдал похожее расщепление линий, когда атомы излучали в магнитном поле. Уже известны были даже не один, а два эффекта Зеемана — нормальный и аномальный. И Бора не удивило, когда в декабрьском письме Резерфорда он прочел:

«…Думаю, сейчас это задача как раз для Вас — написать что-нибудь об эффекте Зеемана и об электрическом аффекте, если только их можно привести в согласие с Вашей теорией».

Бор сам назвал эти строки «вызовом Резерфорда». Вызов был сдвоенным: два разных механизма — действие магнитного поля и действие поля электрического. Но так прозрачно проста была боровская модель, что в принципе все легко приводилось в согласие с нею. Напрашивалась очевидная схема…

Если спектральные линии расщепляются, значит, внешние силы перестраивают лестницу-разрешенных уровней энергии в атоме. Это естественно. Этого следовало ожидать! Появляются новые — более мелкие — ступеньки. Расширяется набор возможных квантовых скачков — изменяется набор испускаемых квантов. Надо было только рассчитать, отчего и как это получается. А в углублении теории, казалось, не возникало еще никакой нужды.

Правда, логическая, добросовестность заставила Бора подумать: а может быть, лестница уровней остается прежней, да зато что-то происходит в процессе квантовых скачков? Может быть, порции излучения «в дороге» хитро меняют свою частоту — свой цвет? Это уже опасно искажало его простую теорию. Но он был готов и на это. Без догматизма. Очевидной схемы требовал, по его мысли, эффект Штарка. Опасной — эффект Зеемана.

…Он снова работал стремительно. В памяти ожила строка из сентябрьской открытки Зоммерфелъда: «Не собираетесь ли Вы приложить свою атомную модель к Зееман-эффекту? Я хотел бы потрудиться над этим». Так не был ли Зоммерфельд уже в пути? Двойной призыв Резерфорда пробудил дух соревнования.

Меж тем Бор вдобавок сам бросил перчатку своей теории. Этот третий вызов был сродни первым двум. В спектрах водорода давно наблюдали узкие дублеты. Удовлетворительного объяснения этой третьей загадки пока тоже не смог предложить никто…

Philosophical Magazine опубликовал новую большую работу Бора уже в мартовском номере 14-го года. И такая расторопность редакции свидетельствовала, что он — даже еще до профессор, — вошел для англичан в когорту вполне достопочтенных. Однако ничего большего за этим в не стояло. Он сам сознавал, что добился немногого. Механизм тонкой структуры от его модели ускользнул.

Даже с очевидной схемой для. эффекта Штарка он справиться не сумел. Да, каждый уровень энергии сам превращался в маленькую лесенку с двумя, тремя, пятью ступеньками (а то и больше!). Но его-то теория умела пересчитывать только главные ступени и замечала только перескоки с излучением обычных линий; В его теории квантовалась — принимала прерывистый ряд значений — лишь одна величина. А оказалось, что для пересчета всех возможностей атома этого, по-видимому, мало. Какая-то еще физическая величина должна была изменяться в атоме пунктирно. Какая — он не знал. Следовало, наверное, ввести еще одно квантовое число — для независимого пересчета энергетических ступенек на маленьких лесенках тонкой структуры. Как его ввести — он не ведал. А с его опасной схемой для эффекта Зеемана дело обстояло и того хуже. Вычурная идея искажения квантов в магнитном поле только затемняла представление о них…

В общем, открылось, что атом, если позволительно так выразиться, еще более квантовая вещь, чем ему виделось сначала. И его теория явно нуждалась в углублении.

…Едва ли его утешило бы, если б ему сказали тогда, что и через девять лет проблема расщепления спектральных линий не будет полностью решена. Через девять лет, когда в Копенгагене начнет уже расцветать его школа, жертвой этой проблемы станет молодой швейцарец — блистательный Вольфганг Паули. И он впоследствии расскажет:

— Коллега, встретивший меня, когда я бесцельно бродил по прекрасным улицам Копенгагена, дружески сказал: «Вы выглядите очень несчастным». На что я пылко ответил: «Как может выглядеть человек счастливым, если он думает об аномальном эффекте Зеемана?»

Но это случится в 1923 году. И этим коллегой будет Харальд Бор. А пока, весной 1914-го, по улицам Копенгагена бродил с несчастливым видом старший из братьев — Нильс.

…Нет, год четырнадцатый, положительно, складывался нехорошо: как начался, так и катился, ни в чем не обещая успеха. И все-таки даже тогда не было у него видимых оснований сетовать на одиночество в науке. Все тот же Резерфорд уже приготовил для Бора кое-что хорошее. И дали 14-го года вдруг стали светлее.

20 мая из Манчестера в Копенгаген ушло письмо:

«…Полагаю, Вам известно, что срок доцентуры Дарвина истек и мы теперь ищем на эту вакансию преемника с окладом 200 фунтов стерлингов в год. Предварительная разведка показывает, что многообещающих людей не очень-то много. Мне бы хотелось заполучить молодого ученого с изюминкой — со свежим взглядом на вещи».

Это еще не служило формальным приглашением. Однако достаточно было Бору сказать: «Да, я еду!» — чтобы осенью разом получить все, чего Копенгаген пока не мог, не умел и не очень хотел ему дать.

Можно поручиться, что мысленно он в первую же минуту произнес решающее «да, да, я еду!». Но это никогда не просто — надолго оставлять родные места. Снова нужны были черновики решения. Да и следовало получить согласие университета. И потому лишь через месяц — 19 июня — он оповестил Резерфорда, что приглашение принимает.

Однако главного он не смог предвидеть. И потому не мог обдумать.

…Кончался июнь, когда вслед за своим письмом Бор сам отправился в Англию договориться — уже не начерно, а набело — о деталях осеннего переезда туда. Кажется, он был еще в Манчестере, когда 28 июня раздался выстрел в Сараеве и пуля юного сербского террориста, покончив с австрийским эрцгерцогом Фердинандом, в сущности, уже начала первую мировую войну.

Многие ли поняли это сразу?

На следующий день, в понедельник 29-го, Резерфорд писал деловое письмо венскому коллеге Стефану Мейеру и походя философически заметил: «Семейная хроника Габсбургов воистину трагична». И ни слова о возможности иной трагедии — для всей Европы! И Бор не мог бы сказать большего. Так это виделось: всего лишь очередной кровавый инцидент на неспокойных Балканах. А все оттого, что хотелось хоть капли разумности от хода истории. Никакая естественнонаучная проницательность не могла предуказать, что эта смерть перерастет в эпидемию смерти, и 33 государства, ведомые алчной жадностью и взаимной ненавистью империалистических союзов — австро-германским блоком и англо-франко-русским альянсом, — примутся сообща уничтожать миллионы человеческих жизней. И не во имя высоких идеалов защиты отечества, о которых будут на всех языках кричать обманывающие политиканы и обманутые патриоты. И не во имя красиво-жертвенных слов о «благородной миссии», которые будут расточать немецкий кайзер, австрийский император, английский король, французский президент и русский царь. А только во имя корыстного передела мира.

Предвидение такого хода вещей требовало иной — не естественнонаучной, а философско-исторической — проницательности. А она не давалась одним лишь проникновением в повадки природы…

Впоследствии резерфордовец из Манчестера да-Коста Андраде вспоминал предвоенный разговор с немецкими друзьями в гейдельбергском кафе.

— А не стоит ли вам вернуться в Англию? — спросили его.

— Почему? — полюбопытствовал он.

— Кажется, реальна опасность войны…

— Ах, да не глупите. Мы живем не на Балканах!

Неужели вы в самом деле думаете, что вот эти люди, сидящие вокруг нас, собираются на поле брани, чтобы стрелять в других людей, таких же, как они?..

И Бор ответил бы точно так же.

Даже через месяц после сараевского выстрела он ответил бы точно так же, если бы в Геттингене, Мюнхене, Вюрцбурге или в придорожном гастхаузе услышал брошенное невзначай: «А не лучше ли вам, датчанину, повернуть домой… так… на всякий случай?» Ну а Харальд и вовсе посмеялся бы над этакой предусмотрительностью.