По ту сторону кванта

Он почти ничего не читал и часто хвастал, что

«может унести всю свою библиотеку на спине и что даже из этих книг он не прочёл и половины».

«Как у всех самоучек, в нём было меньше развито желание знать то, что сделали другие, чем твёрдая уверенность в правильности найденного им самим»,

— писал о нём один из биографов.

На современников его человеческие качества действовали удручающе. Брат Хэмфри Дэви вспоминал впоследствии:

«Его вид и манеры были отталкивающими… голос у него был резкий и сварливый, а походка жёсткая и неуклюжая».

Примерно так же воспринимали его члены Манчестерского философского общества, которые тем не менее за научные заслуги избрали Дальтона в 1817 году своим президентом. К концу жизни он признан повсюду: в 1822 году его избирают членом Королевского общества, а в 1830 году — одним из восьми иностранных членов Парижской академии вместо умершего за год до этого Хэмфри Дэви.

Как всегда в таких случаях, последующие поколения полностью равнодушны к личным недостаткам учёного. Они помнят только лучшее в нём — его идеи. Наверное, в этом и состоит одна из причин человеческого прогресса.

Антониус Ван дер Брок (1870–1926) был по профессии юристом, а наукой занимался в свободное от работы время. Уже само по себе в XX веке это было редкостью, но и во всём остальном Ван дер Брок был личностью примечательной. Он глубоко интересовался наукой, но не любил научных собраний и дискуссий; его философия жизни сделала его вегетарианцем, а его наряд и особенно сандалии, которые он носил, явно относились к другой эпохе.

Когда Резерфорду рассказали о гипотезе Ван дер Брока, он с раздражением заметил, что

«…только любитель может позволить себе высказывать забавы ради много догадок сразу без достаточных на то оснований».

Следы этой неприязни сохранились надолго, и ещё много лет спустя Резерфорд настойчиво выражал недовольство, когда Бор в своих работах по теории атома ссылался на Ван дер Брока.

2-я часть. ИДЕИ

^{2-я часть}

ГЛАВА ШЕСТАЯ

Теория Бора глазами современников — Явление, образ, понятие, формула — Атомная механика Гейзенберга

Через несколько лет космонавты возвратятся с Марса. Они привезут с собой тонны киноплёнки и образцов. Но не в этом будет главная ценность их полёта — всё это могут доставить и роботы. Космонавты привезут с собой впечатления. Об этих впечатлениях им будет очень трудно рассказать. Прежде всего потому, что в земном языке нет слов, которые бы точно соответствовали всему тому, что их поразило.

^{Глава шестая}

Но с этой трудностью они сообща справятся уже во время долгого обратного пути: перебирая недавние впечатления, они будут вынуждены придумать для них новые слова или непривычные сочетания слов — иначе они просто не смогут между собой договориться.

Настоящие трудности начнутся потом, по возвращении на Землю, когда они захотят рассказать о своих впечатлениях всем остальным. Ведь все те, кто не летал вместе с ними, будут понимать их слова по-старому, по-земному. Пройдёт немалое время, прежде чем слушатели овладеют новыми словами и станут вкладывать в них тот же смысл, что и сами космонавты.

Так происходит всегда: в науке и в искусстве, в технике и политике. Значение слов определяется традицией и привычкой, но их истинный смысл выясняется только в контексте. Узнавая новые явления, человек называет их старыми словами, но вкладывает в них другой смысл — смысл, который нельзя понять, если не знать происхождения новых понятий и их связей с прежними.

Это стремление хоть как-то отделить нужное значение слов от привычного приводит к появлению жаргона в науке, который вызывает понятное недовольство редакторов. Дилетанты от науки впадают в другую крайность: они воспринимают все её утверждения буквально, не зная той сложной системы условностей, которыми окружено любое утверждение науки. Сплошь и рядом из-за этого возникают недоразумения — смешные для физиков, огорчительные для самих дилетантов.

В конце прошлого — начале нашего века физики открыли новый мир — мир атома. Их ошеломило богатство новых явлений, форм и закономерностей. Они наскоро придумали им названия, но не вполне понимали, какой смысл в них надо вкладывать. В поисках однозначности многие из них вообще перестали доверять словам и верили только уравнениям. То было «смутное время» в физике, хотя именно тогда были добыты основные факты, которыми до сих пор жива наука об атоме. Пока что мы стремились узнать как можно больше таких фактов. Теперь попытаемся найти слова, чтобы правильно об этих фактах рассказать.

^{Новый мир — мир атома}

Рассказ о квантовой механике мы начали с определения: квантовая механика — это наука о строении и свойствах атомных объектов и явлений. Сразу же оказалось, что мы не в состоянии определить понятие «атом». Вполне однозначно мы не можем определить его и сейчас, хотя знаем о нём гораздо больше, чем вначале. В первой части мы подробно проследили, как под влиянием опытов умозрительные образы сменялись более сложной, менее наглядной, но зато и более реальной картиной атома.

В начале века уже никто не верил в атомы — твёрдые шарики, и от первоначальных представлений Демокрита сохранилась только одна идея: в природе существует предел делимости материи, после которого она переходит в новое качество.

Учёные постепенно доказали, что атом действительно существует, но совсем не похож на атом Демокрита. Узнали, что он состоит из ядра и электронов. Выяснили, что он может испускать лучи. Установили, что это излучение связано с движением электронов в атоме. Необходимо было найти законы этого движения. И тогда изобрели квантовую механику.

Начал создавать её Нильс Бор: он первый отчётливо понял, что постоянная Планка h не забавная гипотеза, помогающая объяснить спектр абсолютно чёрного тела, а физическая реальность, которую необходимо учитывать при объяснении всех атомных явлений. На основе этой идеи он сформулировал свои знаменитые постулаты — о стационарном состоянии и квантовом скачке. Постулаты Бора противоречили всей прежней физике, однако внесли неожиданный порядок в первозданный хаос новых опытных фактов.