71924.fb2 Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - читать онлайн бесплатно полную версию книги . Страница 32

Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - читать онлайн бесплатно полную версию книги . Страница 32

Джеймс Франк во время своего пребывания в Копенгагене имел возможность наблюдать влияние Бора на окружающих. Он писал, что беседы в доме Бора не ограничивались только вопросами физики или естествознания, но относились также к философии, истории, истории религии, этическим проблемам, искусству и политике.

"Сам Бор обладал широким кругом интересов, - писал Франк. - Он много читал, имел хорошую память и размышлял обо всем, что прочитал и пережил. С самого начала он не имел склонности замыкаться в науке, как в башне из слоновой кости; он, скорее, считал своим долгом быть информированным о жизни и делах человеческого общества и, если необходимо, откровенно высказывать об этом свое мнение. Огромному числу людей помог он своим примером и своими дискуссиями серьезно относиться к этому долгу и исполнять его. Дом Бора можно было по праву сравнить с греческой академией. Он был идеальным приютом для малых и больших дискуссионных групп, которые вели беседы в стиле перипатетиков".

После вступления в Данию гитлеровских войск весной 1940 года Бор остался в стране несмотря на то, что был известен как противник фашистской диктатуры и как "полуеврей" подвергался опасности. Он был ректором Копенгагенского университета и работал над введением к задуманному им обширному произведению о национальной культуре Дании. Нацисты считали великого физика своим опаснейшим врагом.

В конце сентября 1943 года ученый, который находился в тесной связи с датским антифашистским движением Сопротивления, тайно получил извещение о том, что его готовятся перевезти в Германию. Следующей же ночью на лодке его переправили в Швецию, чтобы спасти от лап гестапо. Его спасение было подготовлено и осуществлено датскими антифашистами. "Славным делом датчан, замечал по этому поводу Джеймс Франк, - было то, что они сумели переправить всех жителей Дании, преследуемых по политическим или расовым мотивам, через Зунд в Швецию. И ночная переправа Бора в рыбацкой лодке была замечательным и далеко не безопасным предприятием".

Из Швеции Нильс Бор направился на самолете в Англию, откуда затем вместе со своим сыном Оге вылетел в Соединенные Штаты Америки. "И этот полет имел свои опасности, - сообщал Джеймс Франк. - Череп Бора был слишком велик для дужек, с помощью которых в этих самолетах прижимали к ушам необходимые для связи микрофоны. Поэтому он не слышал требования пилота надеть кислородную маску и потерял сознание. Он пришел в себя лишь после того, как Оге Бор указал пилоту на его состояние и тот перевел самолет в нижние слои атмосферы".

В США Бор под вымышленной фамилией Бейкер участвовал как советник-сотрудник в Лос-Аламосе в изготовлении американской атомной бомбы. Его решение заниматься этим делом определялось той же горькой необходимостью, которая заставила Эйнштейна обратиться с письмом к Рузвельту.

Когда стало ясно, что гитлеровская Германия уже не в состоянии овладеть атомным оружием, Бор употребил все свое влияние для того, чтобы воспрепятствовать применению американских атомных бомб. С этой целью он лично беседовал с президентом Рузвельтом. Смерть президента еще до военного разгрома гитлеровского рейха стала одной из причин того, что усилия ученого оказались напрасными. Бор так же, как и Эйнштейн и все гуманистически настроенное человечество, был поражен и возмущен позорным актом правительства Трумэна, его преступлением в Хиросиме и Нагасаки.

С начала 30-х годов Нильс Бор неоднократно бывал в Советском Союзе. Как пишет в своей книге воспоминаний Иоффе, который познакомился с Бором в 1922 году в Гёттингене, Бор во время своего первого визита в Ленинград стал свидетелем первомайского парада и демонстрации перед Зимним дворцом, которые произвели на него "большое впечатление единством населения огромного города с партийным руководством". После своего возвращения он написал об этом в опубликованной датской прессой статье, которая, как заметил Иоффе, вызвала большое недовольство в антисоветских кругах. Бор был искренним другом советской науки и охотно принимал в свой институт советских ученых. Многие известные советские физики и сегодня с благодарностью вспоминают о времени, проведенном ими в Копенгагене у Бора.

С политической точки зрения достоен упоминания меморандум, который Нильс Бор направил в 1950 году Организации Объединенных Наций. В нем он заявил, что следует бороться с атомным вооружением для того, чтобы предотвратить угрозу атомной войны. Главным пунктом его предложения было создание "открытого мира". Под этим он понимал мирное сотрудничество всех государств, свободное сообщение между ними и беспрепятственный обмен информацией.

Все это служит свидетельством того, как отчетливо осознавал великий физик политическую ответственность естествоиспытателя в наше время и как настоятельно стремился он к тому, чтобы быть верным долгу, который налагали на него его научные заслуги.

Будучи одним из известнейших ученых нашего века, Нильс Бор был осыпан академическими почестями. В течение многих лет он был президентом Датской Академии наук, в которую входил с 1917 года. Он был членом многих иностранных обществ и академий, в том числе и Берлинской Академии наук (с 1922 года), Академии наук СССР (с 1929 года), Немецкой Академии естествоиспытателей "Леопольдина" (с 1932 года), по просьбе которой он после избрания написал автобиографию. Ему присуждено семнадцать званий почетного доктора. Одной из его последних научных наград была медаль Гельмгольца Германской Академии наук в Берлине.

В наградном акте так характеризуются научные заслуги исследователя: "Он первый во всей глубине постиг то новое, что было непонятно нам в квантовых явлениях в природе. С 1922 года он вносил свою долю фундаментальных трудов в разработку самых существенных вопросов квантовой теории атомов, молекул и ядер, без этих трудов немыслимо было бы достойное восхищения здание современной квантовой физики".

В мае 1961 года Бор последний раз посетил Советский Союз. Московский университет им. Ломоносова присвоил ему звание почетного профессора. Когда после доклада на семинаре физиков Капицы и Ландау его спросили о "тайне", которая позволила ему собрать вокруг себя такое большое число молодых творчески мыслящих теоретиков, он ответил: "Никакой особой тайны не было, разве что мы не боялись показаться глупыми перед молодежью".

Советский лауреат Нобелевской премии Тамм отмечал, что это очень характерное для Бора высказывание. Бору было совершенно чуждо любое важничанье и зазнайство, он отличался поразительной скромностью. Действительно, ни одна дискуссия не может быть плодотворной, говорил Тамм, если участники опасаются задавать вопросы, которые могут обнаружить пробелы в их знаниях, и поэтому боятся показаться "глупыми".

Нильс Бор, большинство основополагающих трудов которого было опубликовано также и на немецком языке, в июне 1962 года последний раз был на немецкой земле, приняв участие в традиционной встрече лауреатов Нобелевской премии в Линдау. "Нас беспокоили его усталость и очень непродолжительное, но серьезное заболевание, которое он перенес в последние дни пребывания в Линдау, - писал Джеймс Франк. - Но он чрезвычайно быстро поправился и можно было надеяться, что ему суждена еще долгая жизнь. Однако эти надежды не сбылись".

18 ноября 1962 года, отдыхая от работы, великий физик заснул и больше не проснулся.

"Нильс Бор прожил исключительно богатую и счастливую жизнь, - писал Франк в заключение своей мемориальной статьи. - Его гений и его сила позволили ему открыть новую эру в науке. Он был окружен одаренными учениками и сотрудниками; его брак был счастливым и гармоничным; он видел, как его сыновья, за исключением трагически рано погибшего старшего, выросли настоящими людьми. Его сын Оге стал физиком, пользовавшимся большим уважением. Он видел, как росла семья, и радовался многочисленным внукам. Бор завоевал любовь всех, кому посчастливилось близко знать его, и уважение всего мира".

Дело гениального датского естествоиспытателя творчески продолжается выдающимися физиками-атомщиками, среди которых прежде всего следует назвать Вернера Гейзенберга. Следует вспомнить также Леона Розенфельда, который в течение многих лет был ближайшим сотрудником Бора и принадлежит сегодня к ведущим теоретикам атома.

Вернер Гейзенберг, находясь в Копенгагене, осенью 1927 года получил приглашение стать ординарным профессором теоретической физики в Лейпцигском университете. Уже через два года молодой физик принял лестное приглашение совершить поездку с чтением лекций в США, Японию и Индию. В 1932 году он вновь был приглашен для чтения лекций в Соединенные Штаты Америки. Его институт в Лейпциге стал новым центром теоретической атомной физики в Германии.

Многие из современных наиболее известных исследователей атома были учениками или сотрудниками Гейзенберга, среди них Эдвард Теллер, "отец водородной бомбы", Виктор фон Вайскопф, Л.Д. Ландау, Зигфрид Флюгге и Карл Фридрих фон Вайцзеккер. В возрасте 32 лет в 1933 году Гейзенберг получил Нобелевскую премию по физике.

Во времена гитлеровского фашизма лейпцигский ученый неоднократно подвергался политическим нападкам. Уже в конце 1933 года, когда он возвратился из Стокгольма после получения Нобелевской премии, студенты-нацисты пытались устроить в его аудитории манифестацию; затея, однако, не удалась. После того как физик Штарк, задававший тон национал-социалистской политике в отношении науки, многократно порочил Гейзенберга в своих выступлениях, летом 1937 года он напечатал в одной из эсесовских газет злобную статью, клеймящую Гейзенберга как "Оссецкого от физики", как "белого еврея", и потребовал соответствующих мер. Только в силу случайного счастливого стечения обстоятельств, а также из-за международного признания, которым пользовался физик, ему удалось избежать расправы.

Жалоба, которую он направил в министерство по поводу подстрекательской статьи Штарка, нанесшей ущерб его преподавательской деятельности, несмотря на многочисленные напоминания, осталась без ответа. В одном из писем руководителя министерства народного образования Саксонии мы находим указание на причины этого. Там говорится, что Гейзенберг "сам накликал на себя" нападки Штарка "из-за своего собственного, политически неблагонадежного поведения", что ему не следует прощать отказ "подписать воззвание немецких профессоров к фюреру".

В лейпцигские годы Гейзенберг выдвинул идею о том, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Эту идею он развал после открытия нейтрона английском физиком Чедвиком почти одновременно с советским физиком-атомщиком Д.Д. Иваненко и независимо от него.

Позднее он много занимался космическим высотным излучением, которое в 1911 году открыл австриец Гесс. В исследование этого явления большой вклад внесли также немец Кольхерстер, англичанин Блэккет и американец Милликен. Доклад Гейзенберга на эту тему был кульминационным пунктом конгресса физиков-атомщиков, который состоялся в 1936 году в Копенгагене по инициативе и под руководством Бора.

Нападки Штарка помешали Гейзенбергу стать преемником его учителя Зоммерфельда в Мюнхене, хотя он получил приглашение занять освободившееся место. Вскоре после начала второй мировой войны исследователь в связи с его работой в Физическом институте был назначен профессором Берлинского университета.

О своей работе во время второй мировой войны Вернер Гейзенберг говорил: "После открытия расщепления ядра Отто Га-ном в 1938 году следствием войны оказалось то, что я вместе с моими сотрудниками должен был заниматься конструированием атомных реакторов. Несмотря на то что вначале я был далек от такой задачи, мой интерес в высшей степени возбудила открытая атомной физикой возможность получения огромных атомных источников энергии. Я считаю, что немецким физикам очень повезло в том, что ход войны и действия правительства исключали любую серьезную попытку изготовления атомного оружия и тем самым избавляли физиков от тяжелой ответственности за подобное деяние".

И в годы войны Гейзенберг старался поддерживать научные связи с Бором. Во время пребывания в Копенгагене осенью 1941 года он попытался, правда в не очень удачной форме, дать понять Бору, что оставшиеся в гитлеровской Германии физики-атомщики не работают над использованием открытия Гана в военных целях. Можно предполагать, что, даже если бы Бор правильно понял намеки Гейзенберга, маловероятно, что это помогло бы преодолеть недоверие западных держав и способствовать прекращению работ над американской атомной бомбой.

В 1945 году Гейзенберг вместе с другими немецкими физиками был перевезен в Англию и содержался там под арестом в течение нескольких месяцев. Он часто радовал превосходной игрой на рояле своих сотоварищей, в числе которых были Макс фон Лауэ, Отто Ган и Вальтер Герлах. После возвращения в Германию он принял руководство Институтом физики им. Макса Планка. В 1958 году этот институт был переведен из Гёттингена в Мюнхен.

Еще в 30-х годах Вернер Гейзенберг с растущим упорством стремился проникнуть в процессы, протекающие внутри атомного ядра. Его последние работы были посвящены прежде всего изучению элементарных частиц, которые он считал самой перспективной областью исследований современной атомной физики, так как природа их законов еще мало известна. "В послевоенное время, говорил он, - стало возможным сделать следующий шаг в атомной физике, ведущий от атомных ядер к мельчайшим единицам материи, атомным частицам. Здесь меня особенно привлекает возможность пробиться к центральному узловому пункту, в котором соединены естественные законы различных известных сфер опыта (механики, учения об электричестве, учения о теплоте, химии и т.д.), исходящие из единого закона природы для элементарных частиц".

Во время празднования 100-летия со дня рождения Планка в апреле 1958 года Гейзенберг предложил вниманию научной общественности свою новую теорию элементарных частиц. Он выдвинул "мировую формулу", которая должна была включать в себя также и элементарные частицы гравитации. Наряду со скоростью света с к планковской константой h им была введена новая естественная константа - "наименьшая длина".

Рассуждения Гейзенберга вызвали большой интерес не только в кругу его коллег. Следует при этом отметить и особо подчеркнуть, что Бору теория Гейзенберга казалась "недостаточно безумной" для того, чтобы быть действительно ясной и основательной теорией. Бор считал, что гейзенберговская теория элементарных частиц, несмотря на смелость, не является настолько "невероятной", насколько это необходимо для правильного объяснения еще не разгаданных связей.

На собрании Общества немецких естествоиспытателей и врачей в Веймаре в октябре 1964 года Гейзенберг прочел перед широкой аудиторией, собравшейся в национальном театре, доклад о состоянии новейших исследований в области теории элементарных частиц. Ученый пришел к выводу, что элементарные частицы "являются до некоторой степени теми формами, в которых проявляется энергия, если она стремится стать материей". Придерживаясь точки зрения современной теории элементарных частиц, он полагал, что в споре греческих философов о природе мельчайших материальных единиц Платон, утверждавший, что это должны быть математическо-симметрические формы, был более прав, чем Демокрит, который считал атомы бесконечно малыми вещами.

В своих работах "Изменения основ естествознания", "Картина природы в современной физике" и "Физика и философия" Гейзенберг высказал свое мнение по спорным натурфилософским и теоретико-познавательным вопросам. Если ранее он склонялся к субъективно-идеалистическим воззрениям, то в последнее время он придавал большое значение тому утверждению, что копенгагенское толкование квантовой теории ни в коем случае не является позитивистским.

"В то время как позитивизм исходит из чувственных восприятий как элементов бытия, - говорил он в 1957 году, - копенгагенская интерпретация рассматривает описываемые в классических понятиях объекты и процессы, то есть фактическое, в качестве основы всякого физического объяснения. Вместе с тем признается также, что статистичность природы законов микрофизики устранена быть не может, так как всякое знание "фактического" в силу квантовомеханических законов природы является знанием неполным" (см. факсимиле).

С отказом от субъективного идеализма в мышлении Гейзенберга наметился поворот к объективному идеализму: процесс, подобный тому, который произошел в мышлении Эйнштейна. Все более частые ссылки на Платона служат новым подтверждением того, что взгляды философов-идеалистов также могут стимулировать мышление естествоиспытателей. В этом случае важную роль играет то, каким образом перерабатываются в сознании исследователя эти стимулы. Впрочем, к некоторым гносеологическим положениям Гейзенберга с полным правом можно отнести замечание, сделанное В.И. Лениным в "Философских тетрадях" относительно некоторых идей объективного идеалиста Гегеля: "Рукой подать к материализму".

Борьба физика-мыслителя против старой механистически-догматической "онтологии" и против порой бессознательных попыток поставить ее во взаимосвязь с некоторыми новыми достижениями атомной физики заслуживает поддержки всех прогрессивно настроенных естествоиспытателей и философов. Однако при этом не следует забывать слова Поля Ланжевена о том, что невозможно во всей глубине охватить и объяснить проблемы атомной физики, не руководствуясь диалектическим материализмом.

Вернер Гейзенберг входил в группу ученых, подписавших весной 1957 года Гёттингенское обращение, он поддерживал также и другие заявления, направленные на уменьшение напряженности и на сохранение мира. Он неоднократно подчеркивал высокую ответственность именно физиков-атомщиков в деле предотвращения мировой войны.

"Изобретение атомного оружия, - говорится, например, в его книге "Физика и философия", - поставило и перед наукой и перед учеными совершенно новые проблемы. Влияние науки на политику стало много больше, чем оно было перед второй мировой войной; и это обстоятельство налагает двойную ответственность на ученых, особенно на физиков-атомщиков". Долг физиков, подчеркивал Гейзенберг, указать своим правительствам на невообразимые масштабы разрушений, которые, несомненно, будут последствием войны с применением ядерного оружия.

Большой вклад в становление физики атомного века внесли Джеймс Франк и Густав Герц, выступившие как исследователи в том же году, что и Нильс Бор. Их опыты с электронной бомбардировкой и их последующая исследовательская и педагогическая деятельность имели большое значение для развития атомной физики.

После доцентуры в Берлинском университете, которая была прервана первой мировой войной, Джеймс Франк с 1922 по 1933 год был профессором экспериментальной физики в Гёттингене. Вместе с Максом Борном, выдающимся представителем теоретической физики, он стал центром той блестящей школы исследований атома, которая создала Гёттингену мировую славу в этой области. Студенты удивлялись прежде всего необычайной способности Франка к чисто наглядному методу рассмотрения, позволявшему ему понимать и объяснять труднейшие физические проблемы, при решении которых другие не могли обойтись без "костылей математики".

Враждебная науке политика гитлеровского фашизма и преследование евреев побудили знаменитого ученого из солидарности с уволенными коллегами отказаться от своего поста весной 1933 года. От "льготы", которая полагалась ему как участнику мировой войны, он также наотрез отказался. Вначале исследователь оставался в Гёттингене, где на своей квартире проводил научные коллоквиумы с учениками и друзьями. В конце 1933 года он был вынужден, однако, покинуть родину.

После короткого пребывания в Балтиморе и Копенгагене Франк долгие годы работал в Соединенных Штатах Америки, с 1938 года - в исследовательском институте в Чикаго. Его научные интересы были обращены в основном к исследованиям в области молекулярной спектроскопии и фотосинтеза. Однако самым главным его делом в США была по словам одного из его учеников, общественная деятельность, которая нашла свое отражение в 1945 году в докладе Франка.

Доклад Франка, документ человечности и свидетельство понимания научно-политической ответственности ученого, составленный в несколько необычной форме, сделал имя физика известным далеко за пределами круга ученых. К сожалению, это предостережение, которое служило образцом для всех последующих выступлений исследователей-ядерщиков против злоупотребления достижениями атомной физики, так же не достигло задуманной цели, как и памятная записка, которую Нильс Бор за год до этого передал президенту США. Сторонников империалистической политики силы не интересовали тревоги ученых-гуманистов.

Джеймс Франк, которому по случаю 150-летия Университета им. Гумбольдта было присвоено в 1960 году звание почетного доктора, четыре года спустя в последний раз посетил столицу Германской Демократической Республики. Вместе с Лизой Мейтнер и Густавом Герцем он участвовал в Галилеевском коллоквиуме, который проводился во время "Дней Берлинского университета" в апреле 1964 года в Магнусхаузе на Купферграбене. Через несколько недель после этого, 21 мая 1964 года, исследователь внезапно скончался в Гёттингене. Он закончил свой жизненный путь в том городе, где 12 лет был учителем многих, ставших позднее знаменитыми физиков-атомщиков.

Его друг и сотрудник Густав Герц, также принимавший участие в первой мировой войне, восстановив силы после тяжелого фронтового ранения весной 1917 года, участвовал в конкурсе на получение доцентуры в Берлинском университете. Он представил работу "Об энергетическом обмене при столкновении между медленными электронами и молекулами газа" и четырнадцать статей по физике Его публичная испытательная лекция была посвящена принципу Доплера. В первой половине 20-х годов Герц работал "физиком от промышленности" в Голландии. В 1925 году он был приглашен в университет Галле. С 1928 года исследователь (награжденный совместно с Джеймсом Франком Нобелевской премией) преподавал в течение семи лет в Высшей технической школе в Берлине. Его учениками были известные физики, в их числе Эрвин Мюллер, создатель электронного микроскопа.

Будучи вынужденным в 1935 году оставить кафедру, он стал руководителем исследовательской лаборатории на одном из крупных промышленных предприятий Берлина. После 1945 года Густав Герц вместе с другими известными немецкими учеными и изобретателями, Петером Адольфом Тиссеном, Максом Штейнбеком и Манфредом фон Арденне, работал в течение 10 лет в Советском Союзе. За свои выдающиеся научные достижения он получил в 1951 году Государственную премию СССР.

После возвращения в Германскую Демократическую Республику Густав Герц руководил в Лейпциге Физическим институтом при Университете им. Карла Маркса. Вышедший под его редакцией многотомный "Учебник ядерной физики" принадлежит к числу лучших работ такого рода по ядерной физике. Его работы по разделению изотопов, исследование квантообразного возбуждения атомов электронами и его значительный вклад в область физики разреженного газа и физики твердого тела Немецкая Академия наук в 1950 году отметила присуждением ему своей высшей награды - медали Гельмгольца.

Нильс Бор, его ученики и соратники во всем мире строили свои исследования на таких физических представлениях, которые были заложены еще Максом Планком на пороге XX века. Бор неоднократно высказывал свое глубокое восхищение творцом идеи о квантах. В своей статье в планковском юбилейном сборнике в 1958 году он писал: "Развитие квантовой физики, которое в результате плодотворного сотрудничества целого поколения физиков столь углубило и расширило наши знания об атомных процессах и о строении материи, представляет собой один из интереснейших периодов в истории физики. Каждый, кто был свидетелем этого развития, все снова и снова вынужден был удивляться тому вдохновению и той проницательности, которые привели Макса Планка к его основополагающему открытию. Я всегда буду хранить благодарные воспоминания об этом благородном и добром человеке".

Гениальная гипотеза Планка спустя четверть века благодаря трудам Нильса Бора и других выдающихся исследователей была развита в стройную теорию.

От этой "классической" квантовой теории через волновую и матричную механику долгий и нелегкий путь ведет к релятивистской "квантовой теории полей". На этом пути не только перед физиками, но и перед гносеологами вновь и вновь вставали трудные задачи. Это развитие, далеко еще не завершенное, может служить подтверждением предсказания В.И. Ленина о том, что современная физика поднимется до диалектического материализма, даже если она будет приближаться к этой цели только "ощупью, шатаясь, иногда даже задом".