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.

---

Теперь, через два года, все вспомнилось. Друде-младший придумал сверхчуткий микроскоп взамен логических доводов. Он повел себя как Диоген у Пушкина в полемике с Зеноном: «Движенья нет, сказал мудрец брадатый. Другой смолчал и стал пред ним ходить». Увеличительный прибор на гамма-лучах, хоть и практически неосуществимый, в принципе не противоречил законам оптики. Конечно, обычный свет для фотографирования электрона не годился: длина волны любого из видимых цветов для этого слишком велика. Океанская волна не споткнется о песчинку и потому не укажет наблюдателю, где песчинка находится. Но гамма-лучи радиоактивных ядер соизмеримы по длине волны с электроном-частицей. Они могут его засечь. А в мысленном эксперименте можно взять сколь угодно коротковолновое гамма-излучение и сколь угодно точно отметить положение летящего в атоме электрона. Отчего же и вправду не увидеть под гамма-микроскопом электронную орбиту?

Гейзенберг знал: энергичный гамма-квант собьет электрон с пути, и дальше нечего будет фотографировать. Но теперь он мог об этом думать в терминах нового закона природы. В мысленных опытах со сверхмикроскопом предлагалось ведь ТОЧНО измерять ОДНОВРЕМЕННО и положение, и скорость электрона — только это значило бы наблюдать орбиту. Однако ясно было, что не избежать неопределенности в координате: длина волны гамма-луча хоть и очень мала, но не равна нулю, и это ставит предел точности в измерении положения. И неопределенности в скорости не избежать: в тот самый момент, когда гамма-квант засекает электрон, он непоправимо нарушает его движение. Надо было убедиться, что обе неопределенности подчиняются выведенному Соотношению.

Уже на ощупь — без точного анализа — все получалось правильно: стремление поточнее узнать, где электрон, заставляло брать гамма-квант с волной покороче, а чем короче волна, тем энергичней квант, а чем он энергичней, тем сильнее искажает скорость электрона. Словом, уменьшение одной неопределенности приводило к увеличению другой. Но надо было, чтобы безукоризненный анализ подтвердил: да, произведение неопределенностей даже в идеальном опыте не может сделаться МЕНЬШЕ кванта действия.

…Разумеется, Гейзенберг не сомневался, что все проделал с должной полнотою. А услышал на мартовской дороге, что в одном пункте допустил небрежность (с действующим отверстием микроскопа), в другом — допустил путаницу (смешал саму скорость с ее неопределенностью), в третьем… Унизительно было сознавать, что он ничего не может возразить. И ничто не шло на ум, кроме беспомощно растерянного «а Паули это одобрил».

Ему бы сразу повиниться! А он стал оскорбленно сравнивать длину взметнувшегося кнута с размером своих промахов. Нашел, что слишком длинен кнут, и замкнулся в плохо скрытом негодовании.

Но с Бором так нельзя было себя вести: Бор понял бы и оценил негодование в ответ на свою неправоту, как это уже бывало. А тут вся правота была на его стороне — очевидная научная правота. Прочее не имело значения. И под приветливым небом того памятного дня они как-то нехорошо расстались — в еще большем разладе, чем накануне внезапного отъезда Бора в Норвегию.

Гейзенберг (историкам): Внутренне я был чуть ли не в бешенстве от этой полемики, и Бор уходил тоже заметно рассерженный, потому что сумел распознать мою реакцию, хотя я старался внешне ее не выдать.

Оскар Клейн потом объяснял:

— Восхищение Бора способностями Гейзенберга было почти безграничным, и то, что тот оказался не на высоте анализа проблемы, явилось для него гнетущим открытием. А Гейзенберг, возвращаясь в Копенгаген, знал, что там, у черной доски, ему еще предстоят решающие испытания. Облака уже наползли на утреннюю зарю. И сквернее всего, что Паули не поможет их рассеять. Во-первых, он в Гамбурге, и во-вторых… похоже, он тоже принял бы теперь сторону Бора как это уже сделал на мартовской дороге верный боровский оруженосец Оскар.

В критике Бора не чувствовалось хрупких мест. И это подавляло. А ведь Бор наверняка сказал не все — просто не успел выразить еще и то свое недовольство, к которому он, Гейзенберг, как раз и готовился заранее.

— Я хотел вывести все из матричной механики, и потому мне не нравилось привлекать к этой проблеме волновую теорию.

И он знал: то, что ему это не нравилось, не могло понравиться Бору. Однако он уверен был, что обезоружит Бора. Но теперь эта его уверенность пошатнулась. Вынужденный сутью дела прибегнуть к волнам — иначе не описать гамма-микроскопа, — он обошелся с ними без должной тонкости. И вместо того чтобы разоружить Бора, сам его вооружил.

Он возвращался на Блегдамсвей в дурном настроении.

Вспоминая те мартовские дни 27-го года всего через нять месяцев после того, как они отошли, Бор и Паули в своей изустной летописи на Лаго ди Комо не ощущали их отодвинутости в историю — в завершенное былое. Для них они были былью, которая быльем еще не поросла.

Голос Бора:

— Ты поймешь, как непросто это далось мне — сказать про такую работу, что для публикации она еще не созрела…

Голос Паули:

— Понимаю. Трудно откладывать утреннюю зарю.

Голос Бора:

— Но едва ли ты знаешь одну маленькую подробность происшедшего, ту крайнюю черту, до которой все докатилось. Если Вернер и станет рассказывать о ней, то когда-нибудь позже, думаю — не скоро. Для этого. надо очень повзрослеть. Так что пусть это будет пока между нами…

Гейзенберг (тридцать шесть лет спустя — Томасу Куну): Через несколько дней мы снова встретились в Копенгагене, и Бор втолковывал мне, где я был не прав, и пытался объяснить, что в таком виде печатать статью не следовало бы. Помню, как это кончилось: у меня брызнули слезы — я разрыдался, потому что просто не сумел вынести давления Бора. Все это было крайне неприятно…

Голос Паули:

— Настоящими слезами?

Голос Бора:

— Настоящими, детскими… Но разве я мог поступить иначе?

Когда Крамерс острил, что квантовым победам сначала радуются, а потом от них плачут, он не думал, будто хотя бы однажды его острота материализуется в подлинных — соленых и горьких — слезах. И чьих слезах!..

Бор никому не рассказывал, как он повел себя в ту минуту. А если и рассказывал, то никто не поделился в своих воспоминаниях его рассказом. Видна горестная озадаченность на его лице. Наверное, он подошел к плачущему и рукою в мелу потрепал русую голову: «Ну не надо, не надо, я больше не буду…» А вслед за тем без перехода: «Но ты поправишь все, что нужно, ладно?»

Гейзенберг: …Спустя несколько дней мы согласились, что статья может быть опубликована, если подвергнется исправлению в определенных местах, и я должен признать, что это были крайне важные улучшения… В конце я сделал примечание, что обсуждал свою работу с Бором и что результатом этих дискуссий явились существенные изменения в тексте.

Слезы высохли быстро. И рукопись не увлажнили. Однако ее публикация отложилась почти на месяц: только 23 марта 1927 года статья о Соотношении неопределенностей ушла в печать.

Для Гейзенберга испытания кончились.

Теперь испытания начинались для его современников. И для всех последующих поколений теоретиков и экспериментаторов, философов и дилетантов, волнуемых устройством природы и устройством нашего знания. Им предстояло — каждому в каждом поколении заново! — примирять естественные традиции своего человеческого макромышления с самым непредвиденным законом природы.

А для Бора испытания не кончились и не начинались: они длились. Было сделано «все, что нужно», да дело-то заключалось в том, что Бору хотелось БОЛЬШЕ, ЧЕМ НУЖНО!

Гейзенберг: …Ему не нравилось утверждение, что природа подражает математической схеме и только в согласии с математической схемой действует везде и всегда…

Ему хотелось большего, чем понимания физики: снова и снова ему хотелось понимания самой структуры нашего понимания мира.

Он сразу увидел: маленькая формула Гейзенберга математически неопровержимо показывает, какой ценой достается совместное знание несовместимого: эта цена — неопределенности, которых не устранить! А еще шире: когда познание ищет полноты отражения реальности, оно, выводит на сцену взаимоисключающие картины явления как ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ.

Иначе: в Соотношении неопределенностей он увидел ярчайшее выражение более общего Принципа. То, что бродило в его мыслях СЛОВЕСНО, в частной формуле Гейзенберга нашло МЕРУ. Это вдохновляло. Но теперь нужно было взглянуть на всю механику микромира с новой точки зрения. Тогда-то, в преддверии весны 27-го года, Бор и решил написать работу «Квантовый постулат и новейшее развитие атомной теории» — обобщающую работу, где суждено было впервые появиться на свет Принципу дополнительности. Внутреннее решение совпало с предложением извне, И он легко согласился выступить осенью на конгрессе в Комо с обзорным докладом.