Нильс Бор
Шрифт:
То, чего не сохранила память Бора, могла сохранить его переписка. Однако в ту осень и зиму ему незачем было писать дневниковые письма, как он это делал в Манчестере. С Маргарет он не разлучался, а Харальд и мать жили неподалеку. И вот оттого, что ему было тогда хорошо, через пятьдесят лет стало плохо историкам.
В беседах с фру Маргарет Томас Кун и Леон Розенфельд попробовали неделя за неделей восстановить ход работы Бора над его Трилогией. И все шло на лад, пока они реставрировала манчестерское лето 12-го года.
Томас Кун: Не говорил ли он чего-нибудь, что намекало бы на природу его тогдашних затруднений?
Фру Вор: Хорошо, я попытаюсь найти… Вот более чем год спустя он пишет мне в Лунд…
Томас Кун: Эго ужасающий прыжок от июля 12-го года к сентябрю 13-го!
Фру
Сколько огорчения было в этом восклицании историка — «ужасающий прыжок»! И все-таки один желанный послеманчестерский документик с точно обозначенной датой — 23 декабря 12-го года — нашелся. Не в архиве фру Бор, а в связке сохранившейся переписки Нильса и Харальда. Это была всего лишь открытка к рождеству, посланная Нильсом из сельского пансиона, куда он уехал с Маргарет. В той открытке возникло наконец имя Ни-кольсона. Мельчайшим почерком, чтобы хватило Места, Бор приписал в постскриптуме:
«P. S. Хотя это не очень-то подходит для рождественской открытки, один из нас хотел бы заметить, что, как ему думается, теория Никольсона не несовместима с его собственной…»
Эта замысловатая фраза с привкусом шутливости кое-что прояснила. Стало очевидно, что со статьями англичанина он познакомился совсем незадолго до отъезда в деревню. И тогда же обсуждал их с братом: он ведь пишет о них как о чем-то уже известном им обоим. Но критически разобрался в них уже за городом. Легко допустить, что именно знакомство с этими работами ускорило само решение Бора бросить лабораторные занятия. Ведь тогда, в середине декабря, вдруг воочию открылось то, что он не один в пути! И это сознание, что он, спешащий, все-таки слишком медлит, с тех пор уже не оставляло его до финиша. Через несколько недель он написал одному шведскому другу-физику:
«Проблема крайне злободневна; боюсь, я должен поторапливаться, если хочу, чтобы мри результаты оказались новыми, когда я к ним приду…»
Однако несравненно драматичней было иное беспокойство, охватившее его тогда.
Едва заглянув в статьи англичанина, он сразу увидел: Никольсону пришлось покуситься на классическую механику в том же пункте, что и ему, Бору.
Никольсон тоже вынужден был ограничить свободу вращений электронных колец вокруг атомных ядер. Да, электроны и у него объединялись в кольца: он тоже на новый лад развил эту схему, придуманную еще Дж. Дж. для атома-кекса. И Никольсон тоже довел бы до отчаяния микротанцовщицу на льду, заставив ее почему-то вертеться с одним и тем же числом оборотов… В общем, у Никольсона тоже вопреки классике для каждого кольца была своя частота — своя орбита. И еще прозрачней, чем в Памятной записке Бора, проявлялась связь такой конструкции с квантами Планка: величина, определяющая вращение, изменялась в атоме только на целый квант действия пунктирно (h либо 2h, 3h, 4h…). С простой закономерностью возникала в атоме прерывистая череда электронных колец.
Позднее — по следу Бора — физики начали для краткости говорить о квантовании вращений. Так уже до этого — по следу Планка — они говорили о квантовании энергии. Так еще древние греки, поверив в дробимость материи на неделимые атомы, вправе были бы — по следу Демокрита говорить о квантовании вещества. Все это был, в сущности, единый круг идей об устройстве природы. Бору вскоре предстояло замкнуть его, с тем чтобы еще через десять лет стать во главе тех, кто вышел из этого круга на простор иных, на сей раз и впрямь совершенно небывалых представлений о мире. И начать новый круг…
Читая англичанина, Бор мог яснее осмыслить собственную манчестерскую гипотезу. Главное у них обоих, казалось бы, совпадало. В тот декабрьский день, когда он обнаружил это, ему бы испытать воодушевление: ведь если два человека независимо друг от друга приходят к одной и той же гипотезе, разве не возрастают шансы на ее истинность? Но он испытывал тревогу, смятенность, разочарование. Леон Розенфельд, вероятно, очень точно сказал: «Он был повергнут в замешательство».
Отчего же? Неужто тоска по приоритету, такая распространенная в науке, сжала и его сердце? Да ведь всего только в минувшем апреле
он так легко, как этого никогда не делают честолюбцы, послушался Резерфорда и не стал публиковать свои соображения о законе Атомного номера и прочие догадки, возникшие «под знаком Хевеши».Неужели он изменился с весны?!
…Он пришел в замешательство не от сходства его результатов с никольсоновскими, а от прямо противоположной напасти: при совпадении гипотез выводы из них были в вопиющем разладе!
Планетарный атом у англичанина вовсе не обретал устойчивости. Электронные кольца вместе с атомными ядрами создавали в звездах только мимолетные конструкции. Из таких атомов нельзя было бы построить прочный земной мир. А у него, у Бора, той же самой гипотезе предлагалось объяснить устойчивость мира — надежное постоянство атомных размеров… Было от чего прийти в замешательство.
После возвращения в Копенгаген, когда он уже разобрался в этом драматическом противоречии, ему захотелось рассказать Резерфорду о том, что пережила его мысль. Он уверен был, что в Манчестере о работах Никольсона ничего не знали. И потому в начальных строках своего письма объяснил, что речь пойдет о «недавних статьях по поводу спектров звездных туманностей и солнечной короны». А уж потом последовал исповедальный абзац:
«Со всей очевидностью теория Никольсона дает результаты, которые находятся в поражающем противоречии с теми, какие получил я. И поэтому мне сперва подумалось, что либо одна теория, либо другая по необходимости целиком ошибочна».
И вслед за тем с облегчением: «Теперь, однако, я пришел к нижеследующей точке зрения…» Разгадка выглядела совсем просто: он и Никольсон рассматривали атом на разных стадиях существования.
…Перед глазами Никольсона были спектры звезд — наборы электромагнитных сигналов, приходящих из первозданного хаоса материи. Наборы маленьких сигналов бедствия: их подавали электроны, теряя свободу под притяжением какого-нибудь встречного атомного ядра. Они начинали вращаться вокруг него по одной из разрешенных гипотезой — квантованных — орбит. Такое созидание атома не давалось даром: рождаясь, он испускал излучение — световые кванты. Какие? Какого цвета? Или — на точном языке физики — электромагнитные колебания какой частоты содержались в этих квантах? Никольсон отвечал на классический лад: с какой частотой вращалось электронное кольцо, такой частоты колебания и отчаливали от атома. Каждому возникшему кольцу отвечала своя цветная линия в спектре. В звездном высокотемпературном хаосе беспрестанных столкновений атомы рождались и погибали вновь и вновь. Проблема их устойчивости Никольсона не беспокоила.
…Перед глазами Бора была земная природа — преодоленный хаос материи. Атомы не только жили, но заключали друг с другом благополучные союзы, создавая молекулы. И, пересказав Резерфорду теорию астрофизика из Кембриджа, Бор написал:
«…Соображения, схематически очерченные здесь, не играют никакой существенной роли в моем исследовании. Я вообще не занимаюсь проблемой вычисления частот, соответствующих линиям в видимом спектре. Я только пытаюсь на базе простой гипотезы, которой пользовался с самого начала, обсудить вопрос об устройстве атомов и молекул в их устойчивом состоянии».
Он оставался верен духу своей Памятной записки.
Письмо Резерфорду было написано 31 января 1913 года! Зачем восклицательный знак? Это разъяснится совсем скоро.
Рассеялось первоначальное замешательство: обе теории, казалось, обещали успех, каждая в своей сфере.
31 январи Бору еще и вправду думалось, что это разные тайны — излучение атомов и устойчивость атомов. С таким убеждением он и вступил в февраль.
Через полвека семидесятисемилетний Бор уверял историков, что он мог бы и не ссылаться в первой статье Трилогии 13-го года на работы Никольсона, до такой степени теория англичанина «не имела ничего общего с подлинной разработкой» проблемы устойчивости. Но историки хотели восстановить историю. И допытывались у Бора: какая же все-таки нужда заставила его полистать английский астрономический журнал? А он не мог вспомнить. И был огорчен несговорчивостью памяти, оттого что видел огорчение историков. Он попробовал построить правдоподобную версию.