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.

---

Кроме лекций Тиле и семинаров Хеффдинга, была лаборатория Кристиансена.

Об университетском профессоре физики рассказывали анекдотические истории совсем иного толка, чем о старике Тиле. Кристиансен не священнодействовал.

— Что нужно для того, чтобы экипаж сдвинулся с места? — спрашивал он на экзамене, безмятежно глядя на студента.

— Для этого… — начинал лихорадочно соображать студент, — для этого нужно преодолеть силу инерции.

— Ах нет, нет, нет! — возражал Кристиансен. — Это слишком математично. Требуется всего лишь запрячь пару лошадей.

Хотя он и называл свою науку «Великой физикой», она представлялась ему дисциплиной практической — союзницей здравого смысла. Но и это свое убеждение он предпочитал внушать студентам с шутливой необязательностью:

— Можно ли подвесить люстру с помощью магнита?

— Да, — отвечал студент.

— Отчего же этого не делают?

Почтительное молчание студента показывало, что он, хоть и не знает ответа, знает своего профессора: сейчас профессор сам договорит ответ. Так и происходило:

— Это стоило бы слишком дорого, мой друг!

С ним легко было иметь дело.

Но не следовало думать, будто его можно запросто обвести вокруг пальца. Когда Хельга Лунд спросила однажды, какие разделы «Великой физики» надо подготовить к экзаменам студентам-математикам, он с милым благодушием ответил: «Не знаю!» Пришлось учить все.

Такого вопроса никогда не задал бы студент Нильс Бор. Великая физика была ему интересна вся — без изъятий. Кристиансен, конечно, чувствовал и знал это. А понимал ли он, что в душе его образцового студента шло вместе с тем соперничество физики и философии? Наверное, понимал. Он, разумеется, не раз перебрасывался со своим коллегой Хеффдингом добрыми словами о склонностях многообещающего юноши. Настоящие учителя ревнивы. Так не захотелось ли Кристиансену кое-что предпринять, чтобы неотторжимо привязать студента Бора к себе? Второкурснику Нильсу пришлось вместо необязательного сочинения по философии взяться за обязательное сочинение по физике: он получил задание — подготовить обзор радиоактивных превращений!

Восклицательный знак тут необходим. На дворе стояла зима 1904/05 года. Все относящееся к радиоактивности в ту пору было еще внове. Только-только вышла из печати Бэйкерианская лекция Эрнста Резерфорда «Последовательность превращений в радиоактивных семействах». Вокруг этих алхимических, по выражению самого Резерфорда, проблем шумели споры. Бору выпал случай прикоснуться мыслью к атомным исканиям, где тесное соседство очевидного с совершенно непонятным уже заключало в себе самый дух рождавшейся тогда физики XX века. И посылало вызов классике! Бор не мог бы лучше удружить своему будущему, чем согласившись написать этот обзор. И несущественно, что там еще не содержалось его собственного вклада ни в теорию, ни в эксперимент.

Да и откуда такой вклад мог бы взяться? В те годы можно было по пальцам пересчитать лаборатории Европы и Америки, где всерьез изучали радиоактивность. Лаборатория профессора Кристиансена в этот перечень не входила. Сам он занимался исследованиями вполне классического толка. Он готовил тогда статью о связи между электрическими свойствами и поверхностным натяжением ртути. И после успешного доклада Нильса он предложил студенту второго курса погрузиться в математические выкладки для той статьи. Это не требовало таланта. Только трудолюбия.

Статья Кристиансена появилась в первой половине 1905 года на страницах берлинских Annalen der Phy-sik — «Анналов физики», не внеся ничего нового в физическую картину мира. Но она утаила в своих недрах безымянный след первого участия двадцатилетнего Нильса Бора в исследовании по физике: его расчеты.

В тех же Annalen 1905 года появились первые статьи двадцатишестилетнего Альберта Эйнштейна по теории относительности и квантовой теории света. Исследователь Нильс Бор, сам того не зная, рождался, право же, под счастливой звездой…

Тогда же стало известно конкурсное предложение Датской академии, адресованное физикам-экспериментаторам:

«В Трудах Лондонского Королевского общества, том XXIX — 1879, лорд Рэлей развил теорию вибраций жидкой струи… Представляется возможным использовать вибрации для определения поверхностного натяжения жидкости. Поэтому Датское Королевское общество предлагает свою золотую медаль за более тщательное исследование таких вибраций, имея в виду указанную выше практическую цель. Изучению следует подвергнуть большую группу жидкостей».

Можно ли усомниться, что эту тему сформулировал академик Кристиансен? Она отвечала его научным интересам.

Масштаб предстоявшей работы был совсем не студенческим. Да и на университетскую лабораторию соревнователь-студент рассчитывать не мог: «она не имела практически ничего». Но студент Нильс располагал тогда возможностями, каких не было у других. Кристиансену слышался поощряющий голос его друга — Нильсова отца. «…Разумеется, Нильс, разумеется, — говорил профессор физиологии Бор, — ты сможешь работать в моей лаборатории. Если тема тебя увлекает, принимайся за дело хоть завтра. Это будет твоя первая золотая медаль!..»

А возможно, фразу о первой золотой медали произнесла тетя Ханна: племянник начинал оправдывать ее надежды. Менее очевидно, легко ли примирилась ее требовательная педагогическая душа с чрезмерной перегрузкой, на какую обрекал себя Нильс: работу следовало представить к 30 октября 1906 года, но это не облегчало его участи, потому что от университетских занятий борьба за золотую медаль не освобождала.

Не могло явиться мысли, что он, Нильс, — единственный соревнователь. Позже, когда в ходе работы ему стала известна вся литература вопроса, он увидел, что за последние 15 лет 19 ученых разными методами определяли поверхностное натяжение воды. Среди них, кроме англичан и немцев, были поляк, русский, француз. Были знаменитости вроде Рамзая и люди безвестные вроде Домке. И он, копенгагенский студент, впервые ощутил себя участником нескончаемого многонационального похода исследователей за сонмом малых, но важных физических истин.

Конечно, он начинал с надеждами на золотую медаль. Однако по мере того как уплывали недели и месяцы, этот честолюбивый стимул стал увядать: он увидел, что ему не удастся выполнить одно из главных требований конкурсного задания — «подвергнуть изучению большую группу жидкостей». Он работал с водой. И большего успеть бы не мог. С той минуты, когда это открылось, он трудился уже не ради награды.

Время уходило стремительно. Оно уходило на дело. И на неопытность. Приходилось быть и стеклодувом, и слесарем, и механиком, и оптиком. И каждая из этих ролей была ему внове.

Тогда была ему внове и роль теоретика, которую он тоже принял на себя. И притом совсем уж добровольно. Конкурсную задачу академия сформулировала как чисто экспериментальную. И когда историки впоследствии спросили Бора, а не ожидал ли все-таки профессор Кристиансен, что он, Нильс, примется и за улучшение теории Рэлея, Бор ответил: «Нет, не думаю». А он принялся за теорию. Без терзающих раздумий, что зря растрачивает время, отпущенное на борьбу за золотую медаль. Он увидел в уравнениях Рэлея слишком грубое приближение к действительности. И решил их хотя бы формально усовершенствовать.

Ему это удалось. Но тем временем отлетело столько бесценных листков календаря!

А потом он целыми днями мастерил детали своей экспериментальной установки и монтировал ее в подвале отцовской лаборатории — на каменном фундаменте. Это была забота о надежности будущих данных: надо было оберечь устойчивость вибрирующих струй. А потом — наконец-то! — дошел черед до самих измерений, и тогда он стал трудиться еще и ночами: ночью затихало движение на шумной Бредгеде и пустело здание Хирургической академии — вероятность случайных сотрясений делалась минимальной.

Время уходило безжалостно. И уже кончалась весна 1906 года, когда пришла пора этой круглосуточной измерительной работы: каждая серия замеров длилась около 24 часов! По датам на сохранившихся фотографиях водяной струи можно заключить, что он завершил экспериментирование к июлю. До заданного срока — до 30 октября — осталось четыре месяца. И когда его однокашники уже разъехались на летние каникулы, а Харальд стал пропадать на тагенсвейском футбольном поле, а белые стаи эрезундских чаек начали пастись на зеленых полянах Феллед-парка, он, бедняга, должен был усесться за письменный стол: настало время составления отчета.

Мучителен был процесс писания. В школьные годы он бедствовал над сочинениями. Однажды, когда в классе задана была тема «Использование сил природы в быту», он мечтательно сказал Харальду — ах, как хорошо было бы отделаться одной фразой: «Мы в нашем доме никаких сил природы не используем»! Но сейчас этот превосходный выход из положения явно не годился.