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.

---

Бор знал по опыту, как трудно будет физикам привить эту новую грамматику. Сильные умы будут пытаться избавить квантовую картину либо от волн, либо от частиц. Одни постараются волны объявить математической иллюзией, а частицы — физической реальностью. Другие, напротив, реальностью объявят волны, а иллюзией — частицы. И первые и вторые потратят бездну изобретательности, чтобы развенчать логически недопустимую двойственность. Квантовая физика вздохнет свободно — будут думать они, — только избавившись от этого противоречия.

А он понял: тут не от чего избавляться!

Он подумал: тут нет конфликта с природой.

Это так по самому смыслу существования: если что в природе есть, значит, оно узаконено ее возможностями. А противоречия терзают только наше знание этих возможностей: сложен процесс осмысления мира в нашем мозгу. Надо покорней прислушиваться к голосу природы. И пореже восклицать: «Этого не может быть!» Такое восклицание содержит ссылку на макроопыт веков — на нашу собственную принадлежность к макромиру, где неощутима прерывистость в физических процессах. Да и сама природа, вынужденная в лабораториях рассказывать о себе на языке макрособытий, несочетаемого не сочетает: нет эксперимента, когда бы свет демонстрировал сразу — в одном проявлении! — обе свои классически несовместимые ипостаси. Он обнаруживает либо волнообразность (и тогда физик наблюдает взаимное наложение волн), либо корпускулярность (и тогда физик наблюдает выбивание электрона из атома световой частицей). И бессмысленно спрашивать: что реальней? Это как с биноклем: нельзя заглянуть в него сразу с обеих сторон. Его надо переворачивать — нужны раздельные опыты. А мир отображается реально с обеих сторон. И в свойствах бинокля нет конфликта с природой.

Обе ипостаси света не противоборствуют одна с другой. Грамматика микромира заключается в том, что несовместимым образам разрешено ДОПОЛНЯТЬ друг друга.

Так устроено наше знание. Уже неклассическое. Но уже и небеспомощное перед странностями глубин материи. Доведенная до крайности, беда противоречивости превращается в благо ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ.

…Отчего должны были пройти два года со времени памятного «Послесловия», прежде чем Бор нашел и решился произнести это слово в наполненном ребячьими голосами Тисвиле?

Не сдерживало ли работу его мысли опасение быть понятым неверно? Его идею могли истолковать как нечто совсем бессодержательное: уж не вводит ли он глубокомысленный термин для разговора о простеньких парах противоположных свойств в одной и той же вещи? Левое и правое, верх и низ, внешнее и внутреннее… _ Было бы смешно и печально, если бы его заподозрили в таком логическом ребячестве. В этих парах противоположности всегда совместимы. И легко меняются местами, как левое и правое при отражении в зеркале, как внешнее и внутреннее при выворачивании наизнанку. И дабы обнаружить эти противоположности, совершенно достаточно одного опыта. Дополнительность тут ни причем. И странности микромира тоже.

Но когда бы лишь с этим детским толкованием могла встретиться идея комплементарности! Нет, ее подстерегали более грозные опасности. И они-то смущали Бора… Как бы пояснее их очертить?

Не стоит удивляться, что ему тогда не писалось. В размышлении о взаимоисключающих экспериментах просвечивали каверзные вещи.

…На наш сегодняшний лад ему думалось, возможно, так: когда астрономы будут изучать оборотную сторону Луны, это не помешает им одновременно исследовать и лицевую ее сторону, обращенную к Земле. Второй Луны для этого не потребуется: оттого, что экспериментатор ее созерцает, с нею ничего не происходит. А в микромире любое измерение — это вторжение в бытие изучаемого. И если физик хочет исследовать «оборотную сторону» электрона (волнообразность) и его «лицевую сторону» (корпускулярность), ему всякий раз нужна «вторая Луна». Конечно, микрообъектиков сколько угодно, да не в том суть. Беспокоило другое: что же физик измеряет, если он со своими приборами непоправимо вмешивается в измеряемое?

Чью температуру зарегистрировал бы биолог, взяв в руку обыкновенный градусник и сунув его под крылышко захворавшей мухе? Что значил бы вклад ее тепла в показания градусника рядом со вкладом руки экспериментатора? Как бы тонок и осторожен ни был эксперимент, в микромире от такого вопроса не увильнуть, потому что не в изощренности тут дело. Снова все дело в том, что величина действия не может быть меньше кванта действия п. А в микромире это большая величина! Никакими поправками на несовершенство опыта, как это искони делается в классическом эксперименте, здесь результатов вмешательства не устранить.

Как же провести границу между прибором и микрореальностью? Физику следует быть лишь беспристрастным наблюдателем событий на атомной сцене. Он со своим инструментарием не вправе быть участником пьесы. А тут он поневоле становится еще и режиссером. «В этом опыте я хочу видеть вас только частицами! — говорит он электронам или квантам. — А в этом — только волнами!» Получается, что он как бы приготовляет в опыте микродействительность для самого себя и потому никогда не узнает, какова она в ее натуральном бытии.

Объективно ли такое познание?

Уж не заподозрят ли его, Бора, что он хочет обосновать непознаваемость мира?

Как часто в ту пору приходили ему на ум памятные с отроческих лет слова отчаяния меллеровского лиценциата: «…Наше мышление становится драматическим и равнодушно действует в дьявольском заговоре с самим собой, и зритель вновь и вновь превращается в актера…»

Лишь словечко «равнодушно» было здесь совсем некстати. Дьявольский заговор с самой собой терзал боровскую мысль, пока она совершала тот двухлетний рейд на границе физики и философии. Тогда-то он и ввел на Блегдамсвей маленький обряд посвящения для молодых теоретиков из разных стран — в одно прекрасное утро протягивал им книжечку «Приключения датского студиозуса». И улыбался. Всегда сочувственно. Но иногда еще и устало.

Согласившись подготовить обзорный доклад для конгресса в Комо, он сам сделался летом 27-го года жертвой комплементарности: принял на себя роль театрального обозревателя, продолжая играть в неоконченной драме. Положение трудное. Вот он и страдал… Это длилось до самого отъезда в Италию.

Первого сентября у Оскара Клейна начинались лекции в университете. У него тоже. После переезда в столицу несчастливая работа над докладом продолжалась на Блегдамсвей.

Теперь уже не оставалось никакого времени на варианты: 16 сентября 1927 года профессору Нильсу Бору предстояло подняться на кафедру в Институте Кардуччи и прочитать часовую лекцию «Квантовый постулат и новейшее развитие атомной теории». Волей-неволей гора исписанной за лето бумаги должна была превратиться в связный текст.

Вечерами в Феллед-парке успевали замолкнуть сначала детские голоса, потом — птичьи, а из открытого окна первом этаже института все разносился перестук машинки: к молчаливому неудовольствию милой Бетти Щульц, ей приходилось в эти последние теплые дни допоздна засиживаться за секретарским столом, перепечатывая ветвистые и непонятные фразы профессора. И профессор испытывал удовольствие. На памяти институтских сотрудников никогда еще не бывал он так недоволен собой.

Мысль о статье для английского журнала он отбросил уже, давно. А теперь боролся с желанием отказаться от выступления в Комо вообще. «И он и все вокруг него были удручены…» — рассказывал Оскар Клейн историкам. Но отступиться от данного обещания было бы непростительно. («Вы можете быть не правы, — говаривал он своим мальчикам, — но вы не должны быть невежливы».) Однако на сей раз он, право, отступился бы, когда бы не Харальд.

…В один из предотъездных дней Оскар Клейн застал обоих братьев в пустой аудитории, где их не могли слышать посторонние. «Между ними происходил тяжелый разговор…» Клейн дважды подчеркнул: «Очень, очень тяжелый». И прибавил, что, не знай он их, у него возникло бы впечатление тягостной ссоры. Это был час, когда колебания Нильса — ехать ли в Комо или не ехать? — вывели Харальда из равновесия.

Ищущий математик, трезвая, но творческая душа, он звал по опыту, что новым идеям труднее родиться, чем потом повзрослеть. И его возмутил нерасчетливый гамлетизм брата: шла революция в физике — теоретическая мысль смелыми набегами расширяла свои владения, а Нильс позволял себе медлить, добиваясь скрупулезной законченности в пионерской работе!

В конце концов старший сдался: он поедет в Комо. Но младший не успокоился. В день отъезда брата он появился на Блегдамсвей и заставил его писать письмо в лондонскую Nature с кратким изложением идей дополнительности. Поздно вечером, когда текст был готов, он повелительно распорядился:

— Фрекен Бетти, утром отправьте это письмо в Англию!