Так рождалась квантовая физика. Hильс Бор в Институте физических проблем Академии наук СССР
К. Левитин, А. Меламед
Вы встречались когда-нибудь с Нильсом Бором? Мне довелось слушать его лекции в 1931 году в Лейпциге. Удивительно он читает!
С нетерпением ожидают собравшиеся в Институте физических проблем приезда Нильса Бора. Здесь сегодня очень много советских физиков - от совсем юных лаборантов, только что получивших аттестат зрелости, до академиков, имеющих свои научные школы. Много и зарубежных ученых, работающих в лабораториях института или приехавших встретиться с коллегами.
Наконец снизу, от входа, где столпилась молодежь, по коридорам института прокатывается шквал аплодисментов. Нильс Бор в сопровождении гостеприимного хозяина этого вечера - директора института академика Петра Леонидовича Капицы - проходит в конференц-зал и поднимается на сцену. Горячо, очень горячо приветствуют одного из крупнейших ученых нашей эпохи, вот уже тридцать два года являющегося почетным членом Академии наук СССР. И тут же - такая уж обстановка сегодня в зале, торжественная и совсем простая, товарищеская - тут же, едва смолкают овации, грохочут стулья, сдвигаемые к сцене, поближе к гостю.
Но когда Петр Леонидович Капица встает со своего места, сразу наступает тишина.
- У меня сегодня очень легкая задача представлять вам Нильса Бора и говорить о его заслугах перед наукой нашего века не приходится. Даже если бы в этом зале собрались не физики-теоретики, а физики-экспериментаторы...
Зал взрывается хохотом, аплодисментами - Капица отдает дань вечному "соперничеству" экспериментаторов и теоретиков. Из задних рядов слышно:
- Даже химики!
- даже химики знают, что атом Бора - это не атом бора, а атом водорода.
...Да, в наше время не только специалисты, но и каждый десятиклассник знаком с моделью атома водорода, построенной Нильсом Бором полвека назад, объединившей классическую механику планетарной модели Резерфорда с квантовой теорией.
По залу из рук в руки переходит шутливая народия в стиле известного детского стихотворения о "доме, который построил Джек".
"Вот атом, который построил Бор.
А вот ядро в атоме, который построил Бор.
А вот электрон..." и так далее.
Академик Капица продолжает:
- Я хочу выразить общую нашу большую радость Нильс Бор снова в Советском Союзе. Это не первый его приезд, он был у нас в гостях в тридцать четвертом и в тридцать седьмом годах, когда страна наша еще не запускала спутников в космическое пространство и не строила крупнейших в мире ускорителей. Советская наука в те годы была вэ многом начинающей, и тем ценнее помощь, которую оказал Нильс Бор тогда своими советами, рассказами, а главное - моральной поддержкой, своей верой в наше будущее. Мы никогда не забудем, что в те нелегкие времена Бор был - и навсегда остался - нашим другом. Многие крупные советские ученые в той или иной степени могут считать себя его учениками они работали в знаменитом институте Бора в Копенгагене, в той школе теоретиков, которую прошли все выдающиеся физики нашего времени, создавшие квантовую теорию, теорию ядра и теорию атома.
Нас особенно сближает с Нильсом Бором то, что сегодня он вместе с нами в Академик Петр Леонидович Капица открывает вечер. За столом - Нильс Бор и профессор Е. М. Лифшиц
Трем выдающимся ученым нашего времени, трем лауреатам Нобелевской премии - академикам Игорю Евгеньевичу Тамму, Николаю Николаевичу Семенову и Нильсу Бору есть о чем поговорить.
великом начинании, которое предпринял весь советский народ,- в борьбе за мир - и мы с радостью разделяем его уверенность в том, что дружба и сотрудничество ученых разных стран есть преддверие к сотрудничеству всех народов.
С того времени, как Бор вошел в науку, все достижения квантовой теории так или иначе связаны с его именем, вся квантовая физика прошла через его руки. Нильс Бор - действительно патриарх современной теоретической физики. И я с удовольствием предоставляю ему слово.
Бор подходит к микрофону. Он немного сутулится, отчего голова кажется упрямо наклоненной вперед. Громадный лоб перерезан у бровей морщинами. Брови, густые, широкие, придают лицу, пожалуй, немного насупленное выражение, но ощущение это сразу же пропадает, когда он улыбается, настолько обаятельна, заразительна его широкая улыбка.
- Прежде всего я хочу выразить чувство глубокой радости я снова нахожусь в вашей великой стране. Петр Капица был первым из ваших соотечественников, с кем судьба свела меня в столь давние времена. С тех пор я близко познакомился со многими выдающимися физиками вашей страны, и в первую очередь с Ландау, который работал у нас в Копенгагене.
Эти слова, слова дружбы, которые идут от самого сердца, мне было легко произнести. Теперь передо мной более трудная задача говорить с физиками о физике.
Я не собираюсь рассказывать сегодня о новейших достижениях современной науки. В этой аудитории есть немало людей, которые могли бы это сделать лучше, чем я. Мне просто хочется поделиться с вами некоторыми воспоминаниями.
Вчера мы с сыном были в Дубне. Я встретился там со многими замечательными физиками и видел те великолепные, могучие аппараты, с которыми они работают. А ведь пятьдесят лет назад, когда я начинал работать у Резерфорда, самый большой прибор не превышал размеров коробки от туфель. И аргументация теоретиков в то время была проста, даже, пожалуй, примитивна, и не имела ничего общего с теми сложными логическими построениями, которые обычны в сегодняшней физике.
...И тем, кто слушает Бора, вероятно, вспоминаются слова, сказанные академиком Капицей 25 лет назад на открытии Института физических проблем "...Колумб отправился в экспедицию, результатом которой было открытие Америки, на простой маленькой каравелле, на лодчонке с современной точки зрения. Но чтобы освоить Америку, потребовалось построить большие корабли, и это полностью себя оправдало. Мне кажется, что нужно идти по этому пути, по пути создания совершенных институтов". По этому пути и шла все эти годы наша наука.
Бор говорит дальше:
- Полвека в человеческой жизни - срок немалый. Много прошло событий, и очень волнительно было все время находиться в центре современной физики.
Пятьдесят лет назад мне посчастливилось присоединиться к многочисленной группе ученых из всех стран мира, работавших под вдохновляющим руководством Резерфорда. Не было ничего удивительного в том, что сразу же после окончания университета я пришел к нему в то время трудно было бы отыскать физика, незнакомого с достижениями Резерфорда и не восхищавшегося ими. Впервые я увидел Резерфорда на традиционном обеде Кавендишевской лаборатории. Он только незадолго перед этим вернулся с первого Сольвейского конгресса, где встретился с Эйнштейном и Планком, был полон самыми радостными впечатлениями, весел, и речь его, несмотря на всю торжественность момента, искрилась неподдельным юмором. Впрочем, я должен заметить, что любовь к острому слову, к шутке, даже к розыгрышу свойственна, по-моему, всем крупным физикам нашего времени - Капица и Ландау тому хороший пример.
Речь свою Резерфорд посвятил новому, тогда только что построенному прибору - камере Вильсона. Выбор темы не был случайным. Он обожал свои приборы, мог часами говорить о них, берег их. Его лаборант сказал мне как-то, что никто из физиков "так сильно не ругается из-за приборов", как Резерфорд.
В камере Вильсона, как известно, фотографируются пути заряженных частиц. Было замечено, что некоторые пути заканчиваются изгибом-то явление, которое мы называем рассеянием частиц на большие углы. Резерфорд знал об этом явлении и раньше, ведь именно на знании этого факта и была построена его знаменитая модель атома. И тем не менее, с каким воодушевлением, с каким детским восторгом говорил он о возможности созерцать то, что было еще совсем недавно невидимым, неосязаемым!.. Вильсон как-то в разговоре со мной рассказал, как воспоминания юности - о путешествии по Шотландии, туманах, висящих в долинах между холмами,- навели его на мысль о создании камеры, где капельки будут конденсироваться вокруг заряженных частиц и отмечать их путь. Этой смелой, простой идее и отдавал дань Резерфорд, один из самых увлекающихся людей, которых я когда-либо знал, всегда готовый поддержать всякую новую и свежую мысль, человек, буквально очаровавший всех современных ему физиков, ученый, чья личность, чья индивидуальность производила неотразимое впечатление на каждого, кто хоть однажды встречался с ним...
Бор говорит о своих встречах с Эйнштейном.
- Первая встреча произошла заочно. Хевеши, интересовавшийся не только изотопами, с которыми он тогда работал, но и многими другими вопросами и знавший буквально всех физиков, пересказал Эйнштейну содержание первой моей работы об излучении при переходах из одного состояния атома в другое. Эйнштейн задумался, а потом ответил ему "Что ж, все это не так далеко от того, к чему мог бы прийти и я. Но если все это правильно, то здесь - конец физики". Такая реакция Эйнштейна характерна - он никогда не любил отходить от наглядных, ясных и стройных картин.
Наша первая личная встреча состоялась через несколько лет, в 1920 году, в Берлине. Можно понять, каким сильным переживанием для меня, совсем молодого физика, было знакомство с этим великим человеком. По молодости лет я был резок и нетерпим, и в беседе нашей отстаивал самые крайние позиции... Эйнштейн выглядел очень усталым, в разговоре машинально переходил с немецкого то на французский, то на английский. Незадолго до этого он выдвинул свою знаменитую идею о фотонах и опубликовал работу, в которой показал, как можно вывести формулу Планка, исходя из представлений о квантовых переходах в атоме. И вот все это время его, человека, всегда стремившегося к стройности и завершенности, не покидало беспокойство - так что же такое свет частицы или волны?
Со всей непримиримостью молодости я заявил:
- Чего вы, собственно, хотите достичь? Вы, человек, который сам ввел в науку понятие о свете, как о частицах! Если вас так беспокоит ситуация, сложившаяся в физике, когда природу света можно толковать двояко, ну что ж, обратитесь к правительству Германии с просьбой запретить пользоваться фотоэлементами, если вы считаете, что свет - это волны, или запретить употреблять диффракционные решетки, если свет - частицы.
Сквозь шквал аплодисментов Нильс Бор проходит на сцену.
Аргументация моя, как видите, была не слишком убедительна и строга. Впрочем, для того времени это достаточно характерно...
Эйнштейн с горечью заметил:
- Видите, как получается приходит ко мне такой человек, как вы, встречаются, казалось бы, два единомышленника, а мы никак не можем найти общего языка. Может быть, стоило бы нам, физикам, договориться о каких-нибудь общих основаниях, о чем-то общем, что мы твердо будем считать положительным, и уже затем переходить к дискуссиям?
И снова я запальчиво возражал:
- Нет, никогда! Я счел бы величайшим предательством со своей стороны, если бы, начиная работу в совершенно новой области знаний, позволил себе прийти к какому-то предвзятому соглашению.
...Много раз мы встречались после этого разговора, часто спорили. Ответы на многие вопросы, в свое время вызывавшие ожесточенные дискуссии, в наши дни известны каждому начинающему. А мне хочется сегодня, когда Эйнштейна уже нет с нами, сказать, как много сделал для квантовой физики этот человек с его вечным, неукротимым стремлением к совершенству, к архитектурной стройности, к классической законченности теорий, к единой системе, на основе которой можно было бы развивать всю физическую картину. В каждом новом шаге физики, который, казалось бы, однозначно следовал из предыдущего, он отыскивал противоречия, и противоречия эти становились импульсом, толкавшим физику вперед. На каждом новом этапе Эйнштейн бросал вызов науке, и не будь этих вызовов, развитие квантовой физики надолго бы затянулось...
Нильсу Бору задают вопрос в чем секрет его педагогических успехов? Как удалось ему воспитать целое поколение физиков - таких разных и таких талантливых?
Бор улыбается и разводит руками.
- Это действительно трудный вопрос. Я не думаю, чтобы у нас были какие-то особые секреты. Главное, по-моему, что в общении с молодежью мы никогда не боялись кому-нибудь показаться глупыми, никогда и никому не давали готовых рецептов. Я всегда был против высказывания каких-то окончательных, безапелляционных суждений по вопросам, которые еще обсуждаются, мне хотелось поддерживать их в состоянии некоторой неопределенности, чтобы был открыт путь новым, свежим мыслям...
Очень большую помощь нам в работе оказал - я хочу это подчеркнуть еще раз - юмор, тот самый традиционный юмористический стиль нашего поколения Нильс Бор задумался. Задумался и профессор Е. М. Лифшиц - его бессменный переводчик и течение всего вечера. физиков, который позволял относиться к авторитетам с интересом, но без преклонения. Я помню, как однажды ко мне пришел один из наших молодых сотрудников, Вейцкопф, и с возмущением рассказал, что один из его друзей, работавших у нас же, ко всему на свете относится с неуважением. "Успокойтесь, Вейцкопф,- сказал я ему,- у нас в институте даже неуважение никто не принимает всерьез!" Шутки, остроты - в этом было наше спасение в те трудные времена. Трудные потому, что новая наука рождалась совсем не просто и далеко не всегда и не все получалось. И юмористические отступления были в такие минуты неоценимым подспорьем... Я с удовольствием вспоминаю пребывание у нас в те годы Ландау, его блестящую логику и то оживление, которое он внес в наше общество.
Кстати, в связи с логикой и юмористическими отступлениями мне хочется вспомнить еще один момент. В то время у нас было принято делить, все истины на две категории. Истину, обратная от которой явно нелепа, мы называли "тривиальной". Это была мелкая, неинтересная истина. А вот истине, настолько глубокой, что обратная от нее тоже является или, по крайней мере, кажется такой же глубокой, мы дали название "спиритуальной", так сказать, "духовной" истины. Вот с этими истинами, истинами второго рода, нам больше всего и приходилось сталкиваться в те времена. Честно говоря, мы совсем не возражали против этого. Теперь таких истин стало намного меньше это естественно, ведь физики всегда стремятся к созданию упорядоченных систем. Но наиболее волнующим в науке является тот период, когда мы имеем дело именно с истинами второго рода...
Нильс Бор с супругой у входа в Институт физических проблем.
Идет уже третий час беседы. Улыбаясь, Нильс Бор говорит:
- Я, вероятно, еще о многом мог бы рассказать, но мне хотелось бы послушать воспоминания нашего уважаемого Капицы. А я их с удовольствием потом прокомментирую.
Петр Леонидович обращается к залу:
- Хочу обратить внимание наших молодых физиков на то, как нужно выбирать себе "хозяина" в науке. Нильса Бора привели к Резерфорду те же импульсы, что затем привели к нему и меня.
В Резерфорде было что-то непреодолимо привлекательное, как в Шаляпине. Кто хоть раз слышал Шаляпина, стремился вновь и вновь услышать его; всякий, кому посчастливилось говорить с Резерфордом, искал новых встреч с ним. В то же время он был грубоват, даже резок в обращении с людьми, а главное - не слишком выбирал выражения в разговоре. Я помню, как Чедвик советовал мне то, что я услышу от Резерфорда, не повторять в дамском обществе. Но - и в этом одна из причин привлекательности Резерфорда - он был необычайно добрым и отзывчивым человеком.
Вспоминая о Резерфорде, вероятно, следует рассказать и о той самой большой шутке, которую я себе позволил в жизни. Сейчас уже всем известно, что именно я дал Резерфорду прозвище "Крокодил". И вот, когда в Кембридже для меня была построена лаборатория, я пригласил известного английского скульптора Эрика Гилла и попросил его высечь на фасаде здания барельеф крокодила. Мне казалось,- Капица лукаво улыбается,- что если крокодил будет высечен столь знаменитым художником, то его уже нельзя будет принять за обиду произведение искусства есть произведение искусства. Итак, снаружи здания был барельеф крокодила, а внутри, в вестибюле,- большой барельеф "Резерфорда, кстати говоря, тоже выполненный Гиллом.
Резерфорд, конечно, отлично понял шутку. В своей всегдашней грубоватой манере он проворчал Чедвику "Неужели он, Капица, думает, что я такой осел, что не знаю, как он меня называет?" Теперь этот крокодил считается местной художественной достопримечательностью, и студенты, оканчивающие в Кембридже художественное училище, должны в обязательном порядке представлять его рисунок. Недавно я получил письмо от одного ученого, который работает над историей Кембриджского университета. Он пишет, что о нашем крокодиле сейчас ходит столько легенд, и притом противоречивых, что все уже окончательно запутались, и просит меня, как человека, причастного к этой истории, восстановить истину.
В беседу вступает Нильс Бор - Да, я, естественно, помню эту историю, наделавшую в свое время столько шума. Резерфорд совсем не обиделся. А вот Кембридж буквально взорвался и раскололся на два лагеря консерваторов и радикалов. Консерваторы считали, что обида, нанесенная Капицей,- это предел обиды, которую один человек может нанести другому, радикалы объявили, что этопредел обиды, которую один человек может снести от другого.
Впрочем,- продолжает Бор,- на отношениях между Капицей и Резерфордом случай этот совершенно не сказался. Отношения эти, вообще говоря, были примером отношений, пусть не всегда идеально гладких, но основанных на взаимном понимании и любви друг к другу. В то время Капица подарил мне копию барельефа Резерфорда, сделанную самим скульптором Гиллом, и для меня - это самый дорогой подарок.
Записки, записки... Лавиной идут на сцену записки.
- Нам, к сожалению, пора кончать,- говорит академик Капица. В заключение мне хочется сказать лишь несколько слов об отношении Бора к науке. Это большой, широкий, смелый подход, полный жизни, юмора, без всякого, так сказать, религиозного чувства. Вот так люди и делают науку с удовольствием, весело, широко и по-настоящему.
Фото А. Бокова, С. Петрова.
Статьи по теме
- Сказка о суперсыщике Нильсе Боре, разыскавшем связь между атомом Резерфорда, линиями Фраунгофера и кривой Планка
- Трагедия Эйнштейна, или Счастливый Сизиф. Очерк первый. Эйнштейн против Бора. Квантовая механика
- Эпизоды «революции вундеркиндов»
Читайте в любое время
