Текст книги "Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга)"
Автор книги: Фридрих Гернек
сообщить о нарушении
Текущая страница: 18 (всего у книги 29 страниц)
Другое приобретение мюнхенского зимнего семестра 1901...1902 годов физик видел в том, что он в компании своих друзей, студентов-математиков, впервые познакомился с зимними Альпами. "Жаль только, что тогда в Германии не было еще лыжного спорта", – заметил он по этому поводу. Лауэ начал заниматься ходьбой на лыжах через несколько лет после этого в Шварцвальде под руководством Вилли Вина, вместе с которым он затем вплоть до первой мировой войны каждый раз в конце зимы выезжал в Миттенвальд для занятий зимним спортом. Воспоминания об этом оставившем значительный след в науке и одновременно увлеченном спортом ученом и добром человеке Лауэ причислял к самым лучшим в своей жизни.
Во время летнего семестра 1902 года "студент-философ Макс Лауэ" записался в Берлинский университет. Он хотел закончить свое специальное образование докторской работой у Планка, ведущего физика-теоретика Германии. О научном подвиге Макса Планка, об обосновании им квантовой теории, Лауэ в то время еще ничего не знал. Ни в Гёттингене, ни в Мюнхене об этом не говорили. В этом нет ничего удивительного, так как революционизирующее значение открытия элементарного кванта действия еще не получило признания.
У Планка Лауэ слушал термодинамику, теорию газа и теплового излучения. "На меня тогда произвели сильнейшее впечатление больцмановский принцип связи энтропии и вероятности, закон смещения Вина и доказательство его Планком в законченной форме и, наконец, смелый вывод Планком закона излучения из гипотезы конечных квантов энергии" – отмечал он в автобиографии. Больше всего, однако, дали ему лекции Планка по теоретической оптике.
Физик-экспериментатор Отто Луммер, работавший в Физико-техническом институте, читал в университете теорию света. При этом особое внимание он уделял явлениям дифракции и интерференции на оптических решетках и плоскопараллельных пластинках. Как позднее сказал Лауэ, он приобрел у Луммера тот "оптический инстинкт", который в дальнейшем так ему пригодился. Однако самыми глубокими и самыми решающими стимулами он обязан впоследствии он постоянно это подчеркивал – Максу Планку, человеческое обаяние которого покоряло каждого его слушателя.
Уже примерно через год, в начале лета 1903 года, Лауэ за исследования по теории интерференции на плоскопараллельных пластинках получил степень доктора философии. В отзыве Планка говорится, что работа выполнена "с большой тщательностью и мастерством" и свидетельствует об "основательной подготовке и самостоятельном мышлении". Физик-экспериментатор Эмиль Варбург, будучи вторым рецензентом, ограничился замечанием: "Согласен с вышеприведенной оценкой". О ходе устного испытания свидетельствует протокол от 9 июля 1903 года.
"Экзамен по физике как главному предмету, – говорится в нем, – открыл господин Планк вопросами по теории упругости твердых и жидких тел. Речь шла о гельмгольцевских законах вихревого движения, а также о движении твердого тела в несжижаемой жидкости. Потом обсуждались уравнения электромагнитного поля, а также научные и технические единицы электрических и магнитных величин. В заключение было задано несколько вопросов по термодинамике. Кандидат показал вполне удовлетворительные знания".
Эмиль Варбург продолжал экзамен по экспериментальной физике как второй специальности, задав вопросы по распространению звука, двойному преломлению и другим проблемам оптики, по измерению сопротивления, индукции, электрическим колебаниям и т.п. Он обнаружил у кандидата "в общем весьма удовлетворительные знания". Математик Шварц отметил, что кандидат показал себя во всех областях, которых касался экзамен, "очень хорошо подготовленным": "Все его ответы отличались ясностью, определенностью и правильностью"
Наконец, Фридрих Паульсен закончил экзамен вопросами по философии как второстепенному предмету. Его запись гласит: "Кантовская философия была исходным пунктом экзамена. Кандидат показал, что он основательно знаком с системой Канта, может ясно и последовательно развивать свою мысль. Результат вполне удовлетворителен". Общая оценка, которую получил Лауэ, – "magna cum laude".
Похвальная оценка его философских знаний тем более примечательна, что Лауэ, который был не согласен с господствовавшей тогда школьной философией, никогда не посещал лекций по философии. Но он приобрел основательные философские познания благодаря самостоятельному изучению сочинений Канта. В течение целого года он систематически штудировал основные произведения по теории познания великого кёнигсбергского философа и его этические работы.
В течение всей жизни кантовская философия была для Лауэ вершиной философского мышления человечества. Его личное уважение к Канту было настолько велико, что даже в последние годы он в одном из разговоров подробно расспрашивал, избежала ли могила философа разрушений во время войны и поддерживается ли она в порядке. Другой представитель немецкой классической философии, Фихте, интересовал его гораздо меньше. Лауэ был не согласен с его взглядами, так как Фихте, по его словам, был слишком "политическим агитатором".
Лауэ, был намного более сознательным кантианцем, чем Планк или Гельмгольц. Последний, по его мнению, "основательно исказил" Канта и не мог понять всей глубины вопроса о возможности опыта. Такого же мнения был он и об Эйнштейне, который, как он выражался, "не выносил Канта". "В этом вопросе я чувствую свое превосходство над Эйнштейном, – писал он в одном из писем, я довольно долго штудировал Канта". По сути дела, Лауэ истолковывал Канта в материалистическом смысле. Таким образом, классическая немецкая философия оказала ему неоценимую помощь в его исследовательской работе по физике. В другой форме, чем у Эйнштейна, но не менее отчетливо в трудах Лауэ сказалось то, что ученый "может почерпнуть для себя много полезного во всякой философии", как заметил В.И. Ленин в письме к Максиму Горькому, говоря о литературно-художественном творчестве.
После получения докторской степени Лауэ возвратился в Гёттинген для того, чтобы в тиши этого "типичного маленького городка" совершенствовать свое специальное образование. Он провел здесь четыре семестра. У молодого доцента Макса Абрахама, ученика Планка, он слушал лекции по электронной теории, а у астрофизика Карла Шварцшильда – по геометрической оптике. Как и его учитель Планк, Лауэ сдал государственный экзамен на право преподавания в средней школе; однако этим правом он так никогда и не воспользовался.
На экзамене по другому второстепенному предмету, химии, требовалось знание основ минералогии. Так Лауэ впервые соприкоснулся с той областью, которая несколько лет спустя стала основной сферой его интересов.
Однако его познания в минералогии были тогда, по-видимому, не слишком глубоки. "Я до сих пор помню, – замечал Лауэ о минералоге, который его экзаменовал, – как росло его веселое настроение по мере того, как он все более убеждался в моем полном невежестве". Только приняв во внимание его столь необычные для кандидата, сдававшего государственный экзамен, знания по химии, комиссия сочла его все же выдержавшим экзамен. Основательно Лауэ познакомился с кристаллографией за годы профессуры во Франкфурте.
Когда осенью 1905 года Планк предложил ему освободившееся место ассистента, Лауэ с радостью согласился. Более трех лет он был помощником Планка. Просмотр студенческих работ и подготовка семинаров оставляли ему достаточно времени для собственных исследований.
Молодой физик занимался теперь снова исключительно вопросами оптики. Статья "К термодинамике явлений интерференции" и шесть других опубликованных работ уже через год после начала работы в Берлинском университете, в ноябре 1906 года, дали ему право на преподавание теоретической физики. В конкурсной работе рассматривался вопрос о действительности второго принципа термодинамики для оптических процессов и давался утвердительный ответ на этот вопрос.
В обстоятельной рецензии на представленную работу Планк делает вывод, что Лауэ в достаточной мере показал, что он в состоянии "самостоятельно исследовать большие научные вопросы"; он убежден также, пишет он далее, что лекции Лауэ будут ценным вкладом в преподавание теоретической физики. Нернст ограничился тем, что выразил свое согласие с оценкой Планка. Доклад на коллоквиуме носил название "Перенос энергии в теории упругости и в электродинамике"; из трех тем, предложенных Лауэ для пробной публичной лекции, факультет выбрал одну – "Развитие теории электричества после Максвелла и Герца".
После трехлетней преподавательской деятельности в Берлине Лауэ поселился в Мюнхене, куда он был приглашен в качестве приват-доцента. В столице Баварии он провел три счастливейших года. Его дом – в 1910 году он женился на дочери одного офицера – стал местом научных встреч. В летние месяцы он плавал под парусами по Штарнбергскому озеру и работал в Фельдафинге, в своем лодочном сарае, который стоял на сваях над водой. Там же он написал свою первую книгу о теории относительности Эйнштейна. "Так хорошо мне впоследствии больше никогда не было", – писал он в автобиографии.
В Мюнхенском университете условия для исследовательской работы Лауэ в узкой области физической оптики были особенно благоприятными.
Экспериментальную физику представлял Рентген, который, как известно, был очень замкнут. "Я лично смог с Рентгеном спокойно поговорить только один раз, – писал в автобиографии Лауэ. – Это произошло во время поездки в Фельдафинг в переполненном поезде, где я нашел единственное свободное место в отделении третьего класса против того места, где сидел Рентген. Тогда у меня сложилось впечатление, что мы могли бы хорошо понять друг друга, если бы только представился к этому случай".
Ведущим физиком-теоретиком в Мюнхене был Арнольд Зоммерфельд, который вскоре создал блестящую школу, одну из крупнейших физических школ, существовавших в Германии после Гельмгольца. Зоммерфельд был выдающимся математиком. Первоначально областью его деятельности была теория относительности Затем он внес ценный вклад в атомистическую теорию Бора, особенно благодаря своему всемирно известному труду "Строение атома и спектральные линии".
Зоммерфельд занимался также вопросами о природе рентгеновских лучей. В противоположность корпускулярной концепции, защищаемой английским физиком Уильямом Брэггом и его сыном Лоуренсом, рассматривавшими Х-лучи как поток частиц, Зоммерфельд объяснял их с позиций волновой теории: взгляд, который опирался на доказательство поляризации рентгеновских лучей, приведенное в 1906 году английским физиком Чарлзом Баркла. Точно так же, как и Вилли Вин, Зоммерфельд определил длину волн рентгеновских лучей.
В Мюнхене издавна существовали сложившиеся исследовательские традиции в области минералогии и кристаллографии. Здесь работал Пауль фон Грот, известный минералог, убежденный сторонник гипотезы, согласно которой структура кристаллов имеет вид пространственной решетки.
Физик из Фрейбурга Людвиг Август Зеебер еще в 1824 году предположил, что атомы в кристаллах расположены в центрах определенных геометрических тел Это была очень смелая мысль. Ни один естествоиспытатель до него не пытался перенести в минералогию понятие "атом", введенное в химию Авогадро и Дальтоном, и увидеть в атомах своего рода кирпичики кристаллической решетки.
Гипотеза фрейбургского ученого – первая ступень к теории пространственной решетки кристаллов – не привлекла внимания. Она далеко обогнала теоретические потребности физиков и минералогов, к тому же не наблюдалось никаких фактов, которые подтверждали бы существование кристаллических решеток. Эта концепция казалась лишь натурфилософской спекуляцией. Только Гаусс поддержал идею расположения точкообразных атомов в кристаллах и указал на возникающие при этом математические проблемы.
В середине XIX века французский естествоиспытатель Огюст Браве выдвинул гипотезу о пространственной решетке, которая позднее стала общепринятой. Заслуга ее математического оформления в последней трети XIX века принадлежит прежде всего русскому кристаллографу Федорову и немецкому математику Шенфлису. Некоторые физики также склонялись к ней. Но о ее всеобщем признании не могло быть и речи.
Однако в Мюнхене гипотеза о кристаллической решетке нашла сторонников Ее придерживался физик Леонард Зонке, преподававший в Мюнхенском университете вплоть до 90-х годов. К числу тех немногих ученых, которые в Германии 1910 года были страстными приверженцами этой концепции, принадлежал и Пауль фон Грот. В коллекциях мюнхенских институтов можно было всюду увидеть решетчатые модели кристаллов. Физики жили здесь представлениями о пространственно-решетчатой структуре кристаллов и (благодаря влиянию Зоммерфельда) о волновой природе рентгеновских лучей.
В этих особых условиях, которые он сам оценивал как счастливую случайность, Лауэ совершил свое гениальное открытие. В своем нобелевском докладе он рассказал, как в феврале 1912 года ему пришла в голову та идея, которая оказалась такой плодотворной и богатой последствиями в научном отношении. Пауль Эвальд, докторант Зоммерфельда, пришел к Лауэ посоветоваться по поводу трудностей, с которыми он столкнулся в работе по волновой оптике. Лауэ много лет работал в области оптики и считался глубоким знатоком этого круга проблем. И хотя в данном случае он не мог дать совет, но во время беседы он высказал мысль, что нужно попробовать пропустить через кристаллы рентгеновские лучи.
Если рентгеновские лучи действительно имеют волновую природу и длина их волны в какой-то степени соответствует оценке Вина и Зоммерфельда и если кристаллы действительно построены из пространственных решеток, то, по мнению Лауэ, при просвечивании кристаллов рентгеновскими лучами должны будут обнаружиться явления дифракции и интерференции, которые уже давно были известны у обычного света. Согласно расчетам кристаллографов, атомные пространственные решетки в кристаллах были таких размеров, что могли служить естественными "оптическими решетками" для рентгеновского света. Искусственные оптические решетки, штриховые и крестообразные, применявшиеся в том виде, в каком они впервые были процарапаны на стекле с большой точностью мюнхенским оптиком Фраунгофером, были слишком грубы для очень коротких, как предполагали, волн рентгеновских лучей. Поэтому экспериментаторы напрасно пытались получить с их помощью явления интерференции для рентгеновских лучей.
Итак, Лауэ связал друг с другом две гипотезы из двух различных областей науки: волновую теорию рентгеновских лучей и гипотезу о пространственных решетках кристаллов. В основе своей это было не что иное, как простое соединение двух уже существующих, но до сих пор, однако, совершенно не зависимых друг от друга логических рядов.
Как и все простое, эта операция оказалась трудной, и до Лауэ такая мысль никому не приходила в голову. "Лежавшая в основе идея, – говорил позднее исследователь о своем открытии, – казалась мне после того, как я к ней однажды пришел, настолько само собой разумеющейся, что я никогда не мог понять удивления, которое она вызвала в мире специалистов, равно как и сомнения, с каким ее встречали еще несколько лет спустя".
Творческая идея Лауэ была, как считал Планк, не случайной внезапной мыслью, а "неизбежным результатом логической цепи идей". У Лауэ она созрела раньше, чем у любого другого физика, потому что она находилась в тесной связи с вопросами, которые занимали его научное мышление. При этом сыграл свою роль "оптический инстинкт", который он приобрел в Берлине у Луммера. "Сколько физиков уже пропускали рентгеновские лучи через кристаллы, не замечая дифракции лучей, – говорил Макс Борн в юбилейной речи, посвященной открытию Лауэ. – Нужна была способность мысленно увидеть лучи прежде, чем они появятся на пластинке. Именно в этом заслуга Лауэ".
В зоммерфельдовском институте теоретической физики, в котором Лауэ был приват-доцентом, незадолго до этого появился ассистент Вальтер Фридрих, защитивший диссертацию у Рентгена. Еще будучи учеником старших классов, Фридрих, который родился 25 декабря 1883 года в Магдебурге в семье инженера, экспериментировал с рентгеновскими лучами. Делал он это настолько основательно, что наряду с блестящими оценками по физике приносил домой едва ли не худшие оценки по филологическим и историческим дисциплинам. После сданных наконец выпускных экзаменов он некоторое время учился в Женеве – все еще колеблясь: не заняться ли ему музыкой, – а затем в Мюнхене под руководством Рентгена посвятил себя экспериментальной физике. Результат его докторской работы опирался на понимание рентгеновских лучей в духе волновой теории. Фридриху было тогда 28 лет. Он уже обладал богатым опытом работы с рентгеновскими лучами и мастерски владел техникой научной фотографии. Когда он услышал о соблазнительной идее Лауэ, то тотчас же с юношеским воодушевлением изъявил готовность экспериментально проверить это предположение. Однако он сразу же столкнулся с трудностями.
Зоммерфельд, руководитель института, не желал и слышать о таком эксперименте своего ассистента. По его мнению, в задуманном опыте не следовало ожидать четких явлений дифракции из-за теплового движения атомов. Фридрих, перегруженный другими заданиями, мог поставить свои первые эксперименты только в промежутках между прочими занятиями, тайком, поздними вечерами. Ему помогал другой молодой физик, Пауль Книппинг, который, закончив свою докторскую работу, готовился через несколько недель покинуть институт Зоммерфельда.
Вначале Фридрих и Книппинг использовали в опытах кристалл медного купороса, который просвечивали в произвольно выбранном направлении: без учета положения оси кристалла или других кристаллографических особенностей. Уже на втором снимке обнаружилось явление, предсказанное Лауэ, хотя еще и недостаточно четко. "Для меня это было незабываемое событие, – писал Вальтер Фридрих, – когда я поздно вечером в полном одиночестве стоял в моем институтском кабинете у ванночки с проявителем и смотрел, как на пластинке проступают следы отклоненных лучей".
Решающим для удачного исхода эксперимента было то, что на основе своей ренттенофотографической практики Фридрих заранее выбрал многочасовую экспозицию, так как он был уверен, что лишь таким образом можно будет сделать фотографически активными слабые искривленные лучи. В противном случае они вполне могли бы быть замечены предыдущими физиками-экспериментаторами, так как кристаллы просвечивались уже более 15 лет. Сам Рентген уже делал такие опыты, не получив при этом картины дифракции.
Очевидный успех Фридриха произвел впечатление на Зоммерфельда и побудил его предоставить своему ассистенту возможность проводить обширные эксперименты, пользуясь средствами института. Он интересовался опытами, давал ценные советы и позднее очень гордился тем, что это крупное открытие было сделано в его институте. Просвечивание цинковой обманки, каменной соли и других кристаллов с упорядоченным расположением атомов – с учетом кристаллографических закономерностей – дало теперь те превосходные фотографические изображения дифракционных спектров решеток, те образцы интерференции, которые в короткий срок под названием "диаграмм Лауэ" стали известны во всем мире.
Открытие интерференции рентгеновских лучей Планк рассматривал как один из самых впечатляющих примеров плодотворности образцового взаимодействия теории и эксперимента. "Насколько остроумны и все-таки фантастичны были комбинации идей Лауэ, которые дали первый толчок к постановке опытов, настолько же нужна была огромная искусность в экспериментах г. г. Фридриха и Книппинга для того, чтобы претворить идеи в действительность". Далее Планк писал: "Теория и эксперимент связаны друг с другом, одно без другого остается бесплодным. Теории без экспериментов пусты, эксперименты без теории слепы. Поэтому оба, теория и эксперимент, требуют с одинаковой настоятельностью подобающего им внимания".
Фридрих, Книппинг и Лауэ в совместной работе сообщили о "явлениях интерференции рентгеновских лучей". То, что в публикации на первое место была поставлена теоретическая часть, автором которой был Лауэ, не соответствовало действительному ходу событий, приведших к открытию. Исчерпывающее количественное объяснение явлений Лауэ дал лишь тогда, когда были уже получены снимки дифракции. Но так как направляющая мысль исходила от Лауэ и Фридрих с Книппингом без его инициативы и его теоретического плана не осуществили бы опытов, то последовательность работ, установленная в совместной публикации, правомерна. Она также и с внешней стороны характеризует ведущую роль, которая выпала на долю теоретического мышления в этом открытии, пролагавшем новые пути в науке.
Вскоре Лауэ разработал геометрическую теорию интерференции рентгеновских лучей, уточненную позднее им самим и другими исследователями и замененную, наконец, динамическим объяснением. Заслуга Лауэ в математике состояла в том, что он так изменил имевшую хождение в то время теорию дифракции света на плоских решетках, что она оказалась применимой к пространственной решетке и к рентгеновским лучам.
Еще до того, как была напечатана статья об открытии, Лауэ рассказал о ее содержании на заседании Немецкого физического общества. Физики, собравшиеся в аудитории Физического института на Рейхстагуфер перед началом заседания, еще не знали, о чем пойдет речь. Тем неожиданнее был для них сюрприз.
В своем юбилейном докладе по поводу 25-летия открытия интерференции рентгеновских лучей Планк рассказал о ходе этого памятного собрания, которое происходило там же, где он сам за 12 лет до этого выступал с обоснованием своей формулы излучения.
"Это было 14 июня 1912 года, – сказал Макс Планк, – здесь, в этом зале, на этом месте, г-н Рубенс вел заседание. Мы все пребывали в большом нетерпении. Я отчетливо вспоминаю детали происходившего. Когда г-н фон Лауэ после теоретического введения показал первые снимки, на которых было изображено прохождение пучка лучей через произвольно ориентированный кусочек медного купороса, и на фотографической пластинке, рядом с центральным местом прохождения первичных лучей, видны были несколько маленьких странных пятнышек, то слушатели замерли в напряженном ожидании, однако все еще не совсем убежденные в правильности изображения на экране. Но когда был показан пятый снимок, первая типичная диаграмма Лауэ с регулярно и аккуратно на различных расстояниях от центра расположенными интерферентными точками, полученная при облучении кристалла цинковой обманки, установленного под определенным углом к первичному пучку, то по залу прошло всеобщее, едва сдерживаемое "ах!". Каждый из нас чувствовал, что он присутствует при великом событии, что здесь впервые в до сих пор непроницаемой стене была пробита брешь, которая вела из тогдашних потемок сокровенных и мучительных тайн в мир света нового знания и открывала взору широкие многообещающие дали".
В отличие от открытого Планком квантования энергии, которое вначале заинтересовало лишь нескольких берлинских физиков и в течение многих лет оставалось не признанным научной общественностью, открытие Лауэ сразу же начало свое победное шествие по свету: новое доказательство того, какое значение приобретают фотодокументы для признания достижений естествознания.
Фотограммы, которые Лауэ впервые показал коллегам в Берлине с помощью проектора, вызвали такой же интерес, как и те, которые Рентген за 16 лет до этого разослал друзьям и коллегам. Эйнштейн в 1912 году восторженно писал из Праги своему бывшему сотруднику: "Лауэ прислал мне фотографию явления дифракции рентгеновских лучей. Это самое удивительное из всего, что я когда-либо видел. Дифракция от отдельных молекул, расположение которых становится таким очевидным".
Рентген также был изумлен снимками, которые представили ему Лауэ и Фридрих. При его неизменном недоверии ко всем "сенсационным открытиям" он долго не мог убедить себя в том, что здесь речь идет действительно о явлениях дифракции и интерференции.
Открытие интерференции рентгеновских лучей, которым увенчался путь исследований, предложенный Рентгеном, принадлежит к самым значительным физическим открытиям новейшей истории науки. Оно имело многообразные последствия.
Оно теоретически подтвердило, что рентгеновские лучи являются коротковолновым электромагнитным излучением, хотя вначале еще ничего не знали об абсолютной величине длины их волны. Другие объяснения рентгеновских лучей, прежде всего корпускулярная теория, были тем самым устранены окончательно. В этом смысле открытие Лауэ являло собой противоположность доказательству Генрихом Герцем существования длинных электромагнитных волн.
Одновременно с этим обнаружение интерференции рентгеновских лучей в кристаллах возвело гипотезу кристаллографов о пространственной решетке в ранг достоверной экспериментально подтвержденной кристаллографической теории. Опираясь на открытие Лауэ, английские исследователи Уильям и Лоуренс Брэгги математически точно определили длину волны рентгеновских лучей и размеры кристаллической решетки. Созданный ими метод "вращающегося кристалла" имел основополагающее значение для рентгеноспектрографии.
Огромное значение имело открытие Лауэ и для учения об атоме. Оно возвестило, по словам Планка, "совершенно новую эру атомистики". Оно дало ключ к качественному и количественному исследованию атомной структуры материи. С его помощью стало возможным заглянуть в строение электронной оболочки атома и физическими методами определить порядковый номер элемента в периодической системе. Методы Лауэ позволили также найти новые химические вещества.
Исследования Эйнштейном броуновского движения и результаты работ французских и английских физиков-экспериментаторов окончательно подтвердили атомистические воззрения с точки зрения молекулярной физики. При помощи интерференционного метода Лауэ было оптически достоверно показано расположение атомов в кристаллических решетках, хотя для расшифровки изящных фотографических диаграмм оказалось необходимым прибегнуть к достаточно сложной математической теории. Но в соединении с созданной почти одновременно камерой Вильсона, которая делала непосредственно видимыми траектории отдельных движущихся атомов и атомных частиц, открытие Лауэ устранило последние сомнения относительно существования атомов.
"Атомы стали видимыми!" – писал в 1913 году Вильгельм Оствальд, который всего несколько лет назад принадлежал к самым ярым противникам атомизма. Эта запись сделана на полях работы, где он выступает как раз против таких вещей, "которые находятся ниже границы видимого, в том числе и вооруженным глазом". Теперь вопрос, который Эрнст Мах задавал каждому, кто в его время говорил об атоме: "А вы его видели?" – не мог привести в замешательство ни одного сторонника атомистики.
Как неоднократно подчеркивал Лауэ, без уверенности в существовании атомов он никогда бы де пришел к мысли начать свои опыты с просвечиванием. Вера в реальность атомов, тесно связанная с материалистической традицией, способствовала, таким образом, открытию новой истины. Решающая битва за атомизм была выиграна. Столетия, необходимые, по мнению Людвига Больцмана, для победы учения об атоме, превратились в несколько лет.
Об ученых, которые, несмотря ни на что, все еще пытались считать теорию атома лишь рабочей гипотезой, Лауэ писал в 1914 году в своем докладе: "Следовало бы спросить этих скептиков, считают ли они существующими солнце и звезды на небе, или же и утверждение астрономии о том, что в этом случае речь идет об огромных невообразимо далеко находящихся от нас телах, они тоже признают рабочей гипотезой. Мне кажется, что для доказательства существования атомов мы имеем по крайней мере такие же надежные основания, как и для доказательства существования звезд".
Открытие интерференции рентгеновских лучей имело значение, далеко выходящее за пределы областей физики и философии. Оно сделало возможным развитие новых отраслей науки, и прежде всего образование новых исследовательских направлений в минералогии и кристаллографии. Метод рентгенографического структурного анализа, основанный Лауэ и его сотрудниками, разом расширил средства исследования минералов, которые до этого ограничивались преимущественно лупой и поляризационным микроскопом.
Рентгеновская спектроскопия развивалась теперь как отрасль оптической спектроскопии. Исследование тонкой структуры твердых тел, металлов и их сплавов, методы дефектоскопии, создание искусственных веществ покоятся большей частью на открытии Лауэ, последствия этого открытия в технике и промышленности необозримы. Лауэ буквально проснулся всемирно знаменитым. Еще в год открытия (1912) мюнхенский приват-доцент был приглашен в Цюрихский университет в качестве профессора теоретической физики. Там он занял место, бывшее первой профессурой Эйнштейна, который теперь – после своего возвращения из Праги в Цюрих – работал в Высшей технической школе. В эти годы упрочилась дружба обоих ровесников, зародившаяся еще тогда, когда Эйнштейн жил в Берне, а Лауэ – в Берлине.
Вскоре после опубликования теории относительности Лауэ, тогда еще ассистент Планка, поехал в Швейцарию для того, чтобы обсудить с Эйнштейном некоторые вопросы новой теории. Об этой первой встрече позднее он писал: "Согласно письменной договоренности, я зашел к нему в Патентное бюро. В приемной служащий сказал мне, чтобы я вернулся в коридор: Эйнштейна я встречу там. Я сделал, как он сказал, но тот молодой человек, который шел мне навстречу, произвел на меня столь неожиданное впечатление, что я не поверил в его способность быть создателем теории относительности. Я пропустил его мимо и только тогда, когда он вновь вышел из приемной, мы познакомились. Подробностей нашей беседы я не помню. Но мне помнится, что сигара, которую он мне предложил, так мало мне понравилась, что я как бы нечаянно уронил ее в реку, когда мы проходили по мосту через Аар".
Раннее знакомство с вопросами специальной теории относительности позволило Лауэ в сравнительно короткое время написать первое монографическое изложение нового учения. Оно было опубликовано в 1911 году под названием "Принцип относительности". За годы пребывания в Цюрихе он познакомился с основами общей теории относительности и теории гравитации. Своеобразие хода мыслей ее творца доставило ему, как и многим другим физикам, немало трудностей.
"Я должен признать, – писал он 30 октября 1959 года, – что во время становления общей теории относительности я часто беседовал с Эйнштейном, но его монологов, собственно, никогда не понимал. Только потом, когда все было ясно, я мог с благоговейным удивлением постепенно постигать ту истину, которая открылась ему". Как заметил Лауэ в другом месте, в общей теории относительности "он окончательно разобрался" только около 1950 года.
