Даниил Данин - Вероятностный мир
Однако так далеко в будущее тогда не заглядывали: ведь квантовой механики еще не существовало. Председательствовавший на конгрессе Лоренц только выдвинул задачу ее создания. И вот тут–то он произнес вторую из обещанных фраз, ради которых заглянули мы на минуту в осенний Брюссель 1911 года:
— Вполне вероятно, что пока происходит коллегиальное обсуждение намеченной проблемы, какой–нибудь мыслитель в уединенном уголке мира уже дошел до ее решения.
Запомним эту фразу, хотя тогда никто еще не дошел…
Больше того, ни на конгрессе, ни за его пределами, по–видимому, никто еще не предполагал, что путь к искомой механике проляжет через атом. И уж того менее — через невозможный, классически обреченный, планетарный атом Резерфорда. Осенью 11–го года не только никто еще «не дошел», но никто и в дорогу–то по–настоящему не собрался. Или — не знал, не ведал, что он в пути…
…Двадцатишестилетний доктор философии из Копенгагена Нильс Бор томился бесплодной стажировкой в Кавендишской лаборатории у Дж. Дж. Томсона.
…Одиннадцатилетний венский гимназист Вольфганг Паули поздними вечерами осваивал звездную карту неба.
…Десятилетний мюнхенский школьник Вернер Гейзенберг охотно разучивал Шуберта на фортепьяно.
…Девятилетний бристольский мальчик Поль Дирак учился отвечать молчанием на претензии старших.
…Трехлетний бакинский малыш Лев Ландау давал окружающим первые уроки духовной независимости.
2
А в 1958 году, когда праздновалось столетие со дня рождения Макса Планка, пятидесятилетний академик Лев Давыдович Ландау рассказывал ученой аудитории о развитии квантовых идей по праву одного из ветеранов квантовой революции. Но даже ему, ветерану, пришлось начать со времен, о которых у него не могло быть собственных воспоминаний. И все же, когда он объяснял, почему для классической физики явились равно непоправимыми катастрофами квант действия Планка и планетарный атом Резерфорда, чудилось, что он говорит о лично пережитом… Так это многие годы воспринималось учеными современниками тех событий в физике: катастрофы!
Вернейший способ не мучиться идейными катастрофами — закрывать на них глаза. Раз уж они всего лишь идейные (дома не рушатся, и гром не гремит), можно долго делать вид, что решительно ничего не произошло. И не происходит.
Как засвидетельствовал Макс Борн, в годы его молодости даже в самых передовых научных центрах Европы о квантовой катастрофе не разговаривали:
«…Сколько мне помнится, в Геттингене я ничего не слышал о квантах; не слыхал я о них и в Кембридже, где весной и летом 1906 года слушал лекции Дж. Дж Томсона… и проходил экспериментальный курс в Кавендише».
А когда пятью годами позже — осенью 1911–го — там проходил экспериментальный курс и слушал лекции Томсона Нильс Бор, такое же замалчивание стало в Кавендишской лаборатории уделом и другой катастрофы — планетарного атома. Через полвека историк Томас Кун прямо спросил Бора: «Был ли тогда в Кавендише хоть кто–нибудь, кто принял атом Резерфорда всерьез?» Бор ответил отрицательно.
Там этот антитомсоновский атом настолько не приняли всерьез, что не удостаивали даже критики — обсуждения вслух. Что с того, что Манчестер был рядом, а Резерфорд по старой памяти почитался в Кембридже «своим»… Ничто не смягчало научного непризнания. И лишь через полгода после начала кембриджской стажировки Нильс Бор впервые — совсем нечаянно — услышал в Кавендише, что, оказывается, существует другая, нетомсоновская, модель атома — планетарная.
Молодой датчанин отнесся к этой новости по–иному, чем остальные кавендишевцы. «Я поверил в нее тотчас!» — воскликнул он в беседе с историком, вспоминая былое.
Это хорошо подтверждается уже одним тем, что он тогда же — в марте 1912 года — постарался перекочевать из Кембриджа в Манчестер. От Томсона — к Резерфорду.
Легко отпуская датчанина, Дж. Дж. не знал, кого он теряет.
Но и Резерфорд, легко принимая датчанина, не знал, кого он приобретает. И уж, разумеется, меньше всего мог он думать, что начинающий доктор философии из Копенгагена станет спасителем его обреченного атома.
Он, Резерфорд, в начале 12–го года был еще полон негодования на «континентальных физиков, не утруждающих свои головы размышлениями о реальных причинах вещей». Бора, по молодости и безвестности, конечно, не было среди участников 1–го конгресса Сольвея, и распространять на него свою досаду у Резерфорда не нашлось бы никаких реальных причин. Но и для веры в звезду копенгагенца не было никаких оснований. Скорее, напротив — «еще один континентальный», только и всего. Однако же он Бора угадал!
Психологически не за что ухватиться, чтобы понять, отчего и как угадал… Многообещающая докторская диссертация Бора по электронной теории металлов Резерфорду была неизвестна. Она лежала в Кембридже и напрасно ждала своего опубликования: Томсон даже не удосужился ее прочитать, пока Бор у него стажировался. Добро бы почувствовал Резерфорд в датчанине родственную душу. Но и этого не могло случиться.
Они были разительно не похожи друг на друга, сын новозеландского фермера и сын копенгагенского профессора. Шумный и тихий. Стремительно решительный и медленно репетирующий решения. Великодушно властный и застенчиво самоуглубленный. И были они разного склада исследователями. Резерфорд говаривал: «Наука проста, если я, простой человек, занимаюсь ею с успехом». Так никогда не мог бы высказаться Бор: он готов был утверждать, что проста природа, но не наука о ней! В студенческие годы ему нравился усложненно–замудренный университетский курс математики профессора Тиле, а в старости он объяснил историкам, почему нравился:
— Понимаете ли, это было интересно юноше, которому хотелось вгрызаться в суть вещей.
Но вот, пожалуй, этим–то они и сходствовали между собой.
Может быть, новозеландец, уже сполна доказавший, как глубоко он роет, с первого взгляда ощутил в датчанине ту же страсть — докапываться до глубин. И сразу доверился своему первому впечатлению. Это было в его духе. Так, девятью годами позже он угадал молодого Петра Капицу, приехавшего из революционной России стажироваться в послевоенном Кембридже, и тот на четырнадцать лет стал его любимым сотрудником–учеником.
Резерфорд очень скоро смог убедиться, что он не ошибся в своей — тогда еще молчаливой — оценке Бора. Появившийся в Манчестере на исходе марта 12–го года, датчанин уже к началу мая сделался в глазах Резерфорда знатоком планетарной модели.
Всех занимал вопрос о происхождении элeκтpичeсκи заряженных лучей радиоактивных элементов — альфа и бета. Резерфорд их открыл. Резерфорд дал им название. Резерфорд показал, что они рождаются при распаде неустойчивых атомов. Но допытываться подробностей — что и как происходит с атомами? — нельзя было, пока не существовало правдоподобной атомной модели. И вот появилась планетарная модель: ядро + электроны. Теперь надлежало ясно ответить: из каких частей атома приходят альфа–лучи и бета–лучи?
Не могло быть сомнений, что тяжелые положительно заряженные альфа–частицы вылетают из тяжелых положительно заряженных атомных ядер. А бета–частицы — откуда они? Являя собою обычные электроны, бета–лучи, казалось бы, приходили с периферии атомов — из электронного роя. Не из ядра же, где отрицательных зарядов быть не должно!
Однако самоочевидность такого ответа была обманчивой. Чем же отличался бы тогда радиоактивный бета–распад от привычной ионизации атомов, известной еще со времен Фарадея? Это он, Фарадей, назвал ионами («странниками») такие атомы, которые переставали на время быть нейтральными. Они могли заряжаться положительно, теряя отрицательно заряженные частички. Столкновения, нагревание, химические реакции легко вызывали ионизацию атомов, а потом столь же легко восстанавливалась их нейтральность. Но радиоактивность тут была ни при чем.
Атом, испустивший бета–луч., навсегда превращался в атом другого химического элемента. И никакими воздействиями — ни адским нагреванием, ни дьявольским давлением, ни сильнейшими реактивами — ничего не удавалось изменить в ходе радиоактивного распада. Вот при ионизации электроны наверняка отрывались от электронного роя на периферии атомов. А откуда вылетали они с огромными скоростями при бета–распаде — это представлялось туманным. Но кроме ядра и электронного роя, в планетарной модели ничего третьего не было дано.
Удивительно ли, что в один из майских дней 12–го года молодой радиохимик из Венгрии Дьердь Хевеши — ровесник и приятель Бора — позволил себе задать Резерфорду элементарнейший вопрос: «Альфа–частицы приходят из ядра. Это несомненно. Но откуда приходят бетa–электроны?» Разумеется, Резерфорд не промедлил с ответом. Однако то, что услышал Хевеши, звучало неправдоподобно: автор планетарной модели отсылал его к другому авторитету! «Спросите Бора…» — коротко и кротко проговорил Резерфорд.
