Текст книги "История атомной бомбы"
Автор книги: Хуберт Мания
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 23 страниц)
В начале 1920-х годов Бор и Зоммерфельд при описании фундаментальной матрицы природы полагаются на архетипическую силу гелиоцентричной планетной модели, основанной Коперником и Кеплером. При визуализации важных параметров атома – таких, как энергетические уровни, целочисленные интервалы между спектральными линиями и скачкá электронов на соседние орбиты, – планетная модель поначалу служит хорошую службу. Сам Зоммерфельд устанавливает связь между кеплеровской гармонией сфер и «музыкой сфер атома – созвучие целочисленных отношений, возрастающий при всем многообразии порядок и гармония».
В ноябре минувшего года на Альберта Эйнштейна, словно стихийная сила природы, обрушилась слава. Его опубликованная в 1915 году общая теория относительности впервые подтвердилась астрономическими наблюдениями. В отличие от гравитационной теории Исаака Ньютона в универсуме Эйнштейна свет тоже подвержен воздействию силы тяготения. Эйнштейн предсказывал, что прямолинейный луч света далекой звезды будет отклоняться от своего курса вблизи массивного объекта – незначительно, однако измеримо. И вот в мае 1919 года директор Кембриджской обсерватории сэр Артур Эддингтон во время солнечного затмения у западного побережья Африки наблюдал именно этот предсказанный Эйнштейном эффект отклонения света. Он сфотографировал тринадцать звезд в окрестностях затемненного солнечного диска и сравнил снимки с положениями тех же звезд, зафиксированными за несколько месяцев перед тем. Так Эддингтон смог удостоверить теорию Эйнштейна: когда свет далекой звезды попадает в гравитационное поле Солнца, он отклоняется так, что кажется, будто звезда занимает положение, отличное от ее обычной позиции.
Шестого ноября 1919 года лондонское Королевское общество обнародует эту значительную новость. В конце исторической конференции Людвиг Зильберштейн, будучи скорее скептическим членом этого элитного клуба, спросил Артура Эддингтона, действительно ли тот является одним из трех человек в мире, понимающих теорию относительности Эйнштейна. Помедлив, Эддингтон якобы ответил: «Я сожалею, но мне просто не приходит в голову, кто бы мог быть третьим?» Корреспондент «New York Times»цитирует сэра Джозефа Джона Томсона, первооткрывателя электрона и президента Королевского общества: «Это ведь не открытие какого-то далекого острова, а целого континента новых научных представлений». Эйнштейновская ревизия ньютоновских законов гравитации, по его словам, «одно из высших достижений, а возможно, и самое большое интеллектуальное достижение в истории человеческой мысли».
В то время как английская и американская пресса подхватывает это событие как мировую сенсацию и всесторонне его освещает, немецкое население еще страдает от последствий проигранной войны и вынуждено бороться с голодом и холодом. Поэтому большинству людей недосуг разбираться в гениальных мыслях их бывшего соотечественника. Коллеги по предмету и читатели журнала «Естественные науки»знают, что Альберт Эйнштейн больше не рассматривает гравитацию как необъяснимую, дальнодействующую силу тяжести, а заменяет ее геометрическим представлением об искривленном пространстве-времени. Массивные объекты – такие, как Солнце, – искривляют, по его теории, четырехмерное пространство-время вблизи себя. Артур Эддингтон тоже объясняет коллегам и любителям в кембриджском Тринити-колледже свое глубокое понимание относительности пространства и времени с веселой простотой. Мол, сейчас он здесь, на кафедре, возвышается во весь свой рост в метр восемьдесят, но если допустить, что он будет удаляться вертикально вверх от земли со скоростью света, то для наблюдателей, оставшихся в Кембридже, его рост сократится до 90 сантиметров.
Эйнштейн – несомненный кандидат на Нобелевскую премию. Хотя бы на сей счет рассорившиеся супруги Альберт и Милева не спорят. Живущая в Цюрихе Милева согласна дать ему развод сразу, как только он оставит ей в качестве отступного деньги, положенные нобелевскому лауреату. Таким образом, еще за три года до вручения премии ожидаемые деньги становятся имущественным долгом в браке, который расторгается в феврале 1919 года. В июне 1919 года Альберт Эйнштейн наконец женится на своей кузине Эльзе Лёвенталь, урожденной Эйнштейн.
Весной 1920 года Нильс Бор в кампусе Копенгагенского университета каждый день на шажок приближается к своему идеальному представлению о современной академии, открытой миру. Когда-нибудь в его Институте теоретической физики молодые, неизвестные, но многообещающие таланты вступят в равноправный обмен мыслями с мастерами гильдии. Здесь не будут приниматься в расчет ни возраст, ни титул, ни звание и авторитет, а одни лишь оригинальные идеи. Традиции и умудренность можно будет подвергать сомнению – при условии достаточно безупречной аргументации, чтобы привлечь внимание Бора. И тут ему приходит письмо из Берлина. Макс Планк приглашает его в конце апреля на свой «коллоквиум по средам», к тому времени уже легендарный, где он должен представить свои новейшие взгляды.
Берлин Веймарской республики в эти дни – далеко не безопасное место. Через полтора года после окончания войны картофель, пшеничная мука и уголь – все еще недоступная роскошь. Так называемая голодная блокада союзников хоть и снята официально, но люди живут по продовольственным карточкам. От нужды многие берлинцы совершают набеги на сельские общины. Но крестьяне с оружием в руках готовы защищать свой урожай и скот. Так что мешочники то и дело терпят поражение в своих вылазках. Только что стали давать без карточек по полфунта кукурузной муки на душу, и это праздновалось как великая радость, хотя кукуруза и считалась в Германии скорее кормом для скота.
Общество, принимавшее Бора в Берлине, было авторитетнее некуда – встреча была поистине исторической. В здании Физического общества впервые вместе собрались Макс Планк как основатель квантовой теории, Альберт Эйнштейн как своевольный интерпретатор планковских сигналов и, наконец, гость из Копенгагена. В математике электронных скачков он обнаружил постоянную Планка и однозначно порционные кванты энергии. Эта квантовая троица не стала тратить много времени на болтовню и обмен любезностями. Они тотчас вступили в дискуссию, которая растянулась на несколько дней до полного изнеможения всех участников. Свежеиспеченный лауреат Нобелевской премии Планк с почти лысой головой и дружелюбно сияющими из-за очков глазами просто олицетворяет своей консервативной одеждой и поведением истинного немецкого профессора. Даже Эйнштейн в свой сорок один втиснул себя по такому случаю в черный сюртук. Но как ни старался он производить официальное впечатление за счет крахмального воротничка и галстука, все равно казался премило растрепанным со своей уже знаменитой на весь мир наэлектризованной шевелюрой.
В этом обсуждении Эйнштейн рассматривает свои кванты света как физическую реальность и тем самым допускает влияние случайности и непредсказуемости на физические процессы. С другой стороны, ему тяжело дается принять нечто столь очевидно измеримое, как спонтанность квантовых скачков в атомной модели Бора – Зоммерфельда. И поэтому он направляет весь свой острый ум на другие модели. Он старается установить связь между этими испускающими энергию переходами электронов на соседнюю орбиту и законами радиоактивного распада. Эйнштейн убежден, что как только будут открыты все атомарные законы, тогда и всякий процесс в атоме станет предсказуемым. Нильс Бор, напротив, со своими привычно размашистыми формулировками и негромким голосом настаивает на том, что точное определение квантовых скачков в принципе невозможно. Ведь и классическая физика, по его словам, тоже не умеет удовлетворительно объяснить всю сложность спектральных линий. Неделю спустя Эйнштейн пишет своему другу, австрийскому физику Паулю Эренфесту: «Сюда приезжал Бор, и я влюблен в него так же, как и ты. Он в высшей степени чуткое дитя и живет в этом мире в некоем гипнозе». Эйнштейн явно узнал в Боре самого себя, ибо любой друг Эйнштейна мог бы теми же словами метко охарактеризовать и его самого.
В то время, когда Бор и Эйнштейн в Берлине заключают дружеский союз, в Мюнхене ученики выпускного класса городских гимназий готовятся к экзаменам на аттестат зрелости. Во время войны юноши дважды в неделю проходили военную муштру в военизированном оборонном объединении Макс-гимназии. Пристрастием молодежи к походам и их любовью к природе и родине можно легко злоупотребить политически. Они учатся дисциплинированно маршировать, производить разведку местности и ночевать на природе. Военная обязанность начинается по достижении полных семнадцати лет. Одного из молодых людей в Макс-гимназии, которому грозит эта участь, зовут Вернер Гейзенберг, однако за месяц до его семнадцатилетия война заканчивается. Однако и три месяца спустя оборонное объединение Вернера все-таки получает боевое задание. В апреле 1919 года в Мюнхене царят беспорядки и хаос. Это время «красного террора» двух недолговечных социалистических советских республик, за которыми следует «белый террор» освободительных войск. Мюнхенские выпускники под командованием опытного военного попадают в самый разгар уличных боев с расстрелами заложников и резней возмездия. Вернер Гейзенберг и его товарищи исполняют службу посыльных и проводников, таскают ящики с боеприпасами, проскальзывают через позиции «Красной армии» и должны с заряженными ружьями охранять коммунистических пленных по пути на допрос и казнь. До самого июня ученик младшего отделения выпускного класса в зеленой униформе своего оборонного объединения размещается при кавалерийском корпусе в Георгиануме, семинарии католических священников на Людвигштрассе.
В свободные от службы утренние часы этих июньских дней 1919 года он взял себе в привычку взбираться на крышу Георгианума, ложиться там под солнцем и читать. Он знакомится с учением Демокрита об атомах, мельчайших неделимых частицах материи, из которых якобы состоит всё сущее. Он с восторгом читает диалог Платона «Тимей» в греческом оригинале и наталкивается там на странную догадку, что атомы могут иметь и нематериальное происхождение. Платон верит, что эти элементарные частицы можно разложить на равносторонние треугольники и заново выстроить их из таких образований. «Сами треугольники не есть материя, – резюмирует позднее Гейзенберг, – они всего лишь математическая форма... Вопрос "почему" об элементарных частицах Платон сводит к математике... Последний корень явлений, таким образом, не материя, а математический закон...».
Неуклюжий молодой человек из Нью-Йорка, очутившийся без спросу на территории рудника в чешском Санкт-Йоахимстале летним днем 1921 года, на удивление хорошо осведомлен. Он явно знаком с историей серебряных шахт на этой стороне Рудных гор, где шахты носят названия «Божье благословение» или «Божий дар», а рудоносные жилы названы именем евангелиста Иоанна или посвящены иерихонской розе. Семнадцатилетний Роберт Оппенгеймер, может, и не очень ловок в движениях, но он точно знает, чего хочет. Он интересуется не знаменитой йоахимстальской смоляной обманкой, а хотел бы купить в этом легендарном горнорудном округе пару цветных камней и красивых кристаллов для своей коллекции минералов. Уже несколько недель он совсем один путешествует по чужой стране, тогда как его родители проводят лето в Ханау. Его отец Юлиус родился здесь и хотел бы познакомить своего Роберта со страной, где его корни.
Юлиус Оппенгеймер и его жена Элла происходят из немецко-еврейских семей. В 1888 году в возрасте семнадцати лет Юлиус эмигрировал в Америку и разбогател в Нью-Йорке на торговле импортным текстилем. Родители Эллы родом из Баварии. Она училась в Париже живописи и теперь дает уроки ученикам в собственной мастерской в Нью-Йорке. Когда Роберт со своей добычей – полным чемоданом минералов – снова возвращается в Ханау, он болен: где-то подхватил бактериальную инфекцию – испорченные продукты или зараженная вода. Он свалился от такой тяжелой дизентерии, что его родители какое-то время боялись за его жизнь. Для возвращения в Америку на пароходе он слишком слаб. И до середины сентября ему поневоле приходится лечить свою болезнь в Германии, отказавшись от запланированного первого семестра в Гарвардском университете. Когда наконец поздней осенью он снова попадает в Нью-Йорк, выясняется, что в стране своих предков он приобрел с дизентерийной инфекцией хроническое воспаление толстой кишки, которое будет сопровождать его всю оставшуюся жизнь.
Когда «отделение Гейзенберга» появляется в Английском саду для занятий по метанию копья, менее спортивным гуляющим лучше свернуть от греха подальше, на берег Изара. Ибо то, что здесь устраивает эта отчаянная банда из десяти—двадцати молодцов, не похоже на нормальные состязания, в которых выигрывает тот, кто метнет копье дальше всех. Отряд делится на две команды, которые становятся друг против друга на некотором расстоянии. Участник бросает копье как можно дальше и выше в воздух, но в сторону команды противника. Член той группы должен выбежать навстречу копью и поймать его еще в полете. Если это игроку не удается, он выбывает. Вернер Гейзенберг любит такие опасные игры, в которых вверенные ему Союзом новых бойскаутов ребята могут доказать свое мужество.
Из немецкого молодежного движения «Перелетные птицы» и сходных мужских объединений после катастрофы мировой войны создаются группы с разнообразными целями. После падения монархии, после продовольственной блокады, красного хаоса и белого контртеррора они хотят искать собственные пути и новые ценности.
Парадоксальным образом они вглядываются при этом в далекое прошлое. На слух взрослых их убеждения звучат незрело-романтически и безнадежно идеалистически. Они грезят своим «Белым рыцарем», который является для них прообразом моральной чистоты и самоотверженности, будучи благородной противоположностью темным искусителям, которые все еще или уже снова стоят у руля власти. Союз этих с виду беззаботных любителей свежего воздуха нацелен, однако, дальше, чем могут догадаться их родители. Члены объединений не просто товарищи или друзья. Они преданы друг другу и готовы погибнуть за товарища. Командир отделения пользуется полным доверием ребят. Они безоговорочно подчиняются ему, а он благородно берет на себя пожизненную ответственность за каждого из них. Родители корят сыновей за небрежность в одежде, но тем наплевать на внешний вид. Внутренняя чистота и правдивость для них важнее, чем безупречная внешность. Правда, и традиционную форму бойскаутов они тоже не носят. Униформа вызывает нехорошие воспоминания.
Всю зиму смертельно больной Роберт Оппенгеймер провалялся в нью-йоркской квартире родителей. С тяжелым колитом, осложнением после дизентерийной инфекции, шутки плохи. Летом 1922 года он пошел на поправку, и для восстановления сил, и для закалки отец посылает его в Нью-Мехико, в царство дикой природы. В сопровождении любимого учителя английского языка Герберта Смита он проводит несколько незабываемых недель на коннозаводском ранчо неподалеку от Санта-Фе. Оппенгеймер привыкает к жизни под открытым небом на высоте 2000 метров и постепенно обретает силу и уверенность в себе. Многодневный верховой поход становится кульминацией его пребывания в малонаселенных краях Юго-Запада. Они пересекают дремучие хвойные леса и проезжают по скалистым каньонам, красно-коричневые стены которых изрыты природными пещерами. Для здешнего ландшафта характерны просторные долины, над которыми вздымаются столовые горы.
Оставив позади очередной каньон, они попадают на скалистое плато из вулканической породы с обрывистыми трещинами. На этом плато протяженностью в три километра стоит большое школьное здание с примыкающим к нему конным ранчо. Здесь вместе с учителями живут несколько дюжин подростков в возрасте от двенадцати до восемнадцати лет. По представлениям основателей школы, мальчики, рожденные в больших городах, должны вести здоровую жизнь на отшибе и вольной природе. Здесь они достаточно удалены от вредного влияния матерей, которые только балуют своих сыночков. Здесь во главу угла поставлены занятия спортом. Все входят в организацию бойскаутов, спят при любой погоде на веранде и круглый год носят короткие штаны. Походы и жизнь в палатках на высокогорье – обязательная часть учебной программы наравне с латынью и геометрией. У каждого мальчика свой конь, за которым он должен ухаживать сам. Выздоравливающий от тяжелой болезни Оппенгеймер впечатлён строгой дисциплиной и спартанской жизнью на этом уединенном скалистом плато. Это своеобразное поселение на вулканической породе названо испанским словом, обозначающим американские тополя, что так живописно окаймляют ручей в каньоне, приведшем Оппенгеймера к этой школе на свежем воздухе: Лос-Аламос.
Нильс Бор, работая со своей планетарной моделью атома, выявил удивительные взаимосвязи. Электроны, эти мельчайшие единицы электрической силы, эти излучающие свет частицы, обладают лишь незначительной массой в пространстве атома. Однако их конфигурация, скачки и взаимодействия между собой отвечают за всё многообразие облика мира, за готовность водорода и кислорода вступать в соединения, за цвет золота, за вонь серы, за непомерный вес куска урана. Все химические и физические свойства элементов и веществ заново тасуются именно здесь, на орбитах планетной системы Бора – Зоммерфельда. Со своей могучей интуицией Нильс Бор добрался до основ химии. Он проанализировал порядок расположения электронов, и ему удалось по-новому истолковать структуру периодической системы элементов. То, что изначально было задумано как физическая теория атома, оказалось вместе с тем и непреложным учением о химических соединениях на элементарном уровне.
Но Вернер Гейзенберг, студент Физического семинара Арнольда Зоммерфельда в Мюнхене, считал, что Бор и Зоммерфельд слишком уж прилипли к их наглядной планетарной модели, что они слишком буквально приняли свою удачную метафору. В то время как в здании этого учения еще так много нестыковок и так много отклонений от системы. Если, например, атомы, возбужденные нагреванием, поместить в магнитное поле, то спектральные линии – а они считаются чем-то вроде отпечатков пальцев элемента – загадочным образом расщепляются на более тонкие подлинии. Гейзенберг уверен, что настоящего прогресса в завершении квантовой теории атома можно добиться, только отказавшись от наглядности. Теория атома и без того представляет собой в начале 1920-х годов сложное, трудно постижимое объединение классических принципов с квантовыми правилами, а теперь, похоже, она станет еще более абстрактной.
Между тем Нильса Бора наперебой приглашают по всему миру с докладами. В июне 1922 года он приезжает наконец со своими семью докладами в Гёттинген, во всемирно известный Математический центр. На летний семестр 1922 года в университет Георга Августа записалось триста одиннадцать женщин, это уже десять процентов студенчества – отрадный рост по сравнению с временами Марии Кюри и Лизы Мейтнер.
Арнольд Зоммерфельд отправил в Гёттинген своего студента Вернера Гейзенберга, оплатив его поездку из Мюнхена. Чтобы тот смог живьем увидеть великого Нильса Бора. На вокзале Гёттингена царит жуткий кавардак и давка из-за того, что железнодорожные пути перекладывают на второй уровень. Мюнхенцам приходится пробираться к выходу через пакгаузы, мимо строительных канав и отвалов. Когда они ступают на привокзальную площадь, там приспущены флаги по случаю отторжения Восточной Верхней Силезии от Германской империи – условие Версальского договора. Но вовсе не на флаги обращен тоскливый взгляд Гейзенберга, а на цветущее и благоухающее великолепие палисадников. Он страстно ждет пощады от аллергического сенного насморка, неотступно донимающего его каждую весну.
В переполненной большой аудитории гёттингенского Физического института собрались ведущие физики и математики Германии. К стилю докладов Бора еще нужно привыкнуть. Он, по своему обыкновению, тихо бормочет, и от слушателей, особенно в задних рядах, это требует чрезвычайной концентрации. Многие сидят, подавшись вперед и приставив к уху ладонь. Нередко слушатели становились свидетелями его work in progress. Они слышали и видели, как он спонтанно – возможно, взволнованный присутствием знаменитых гостей, – прямо в момент выступления выдвигает альтернативные тезисы.
Если и присутствует в Гёттингене «гений места», то это строгий дух математики. После того как Карл Фридрих Гаусс, Бернард Риман и Герман Миньковский задали здесь новый масштаб науки, сподвигнувший Альберта Эйнштейна к его общей теории относительности, в Гёттингене и теперь преподают мировые корифеи – такие, как Феликс Клейн и Давид Гильберт. Все они однозначно доказали свои теоремы. Математические истины остаются вне всяких сомнений, тогда как перманентные поиски Бора и его интуитивное нащупывание основы всего сущего давно не отвечают строгим критериям собравшихся здесь математиков. Поэтому Бор вдумчиво подбирает слова. Строгие наблюдатели хоть и признают авторитет Бора и впечатлены его харизмой, однако ропщут на отсутствие однозначности и раздражающую ауру таинства, которым не место в естественных науках. На их вкус, Бор оставляет своим слушателям слишком много простора для собственных интерпретаций. Но именно это обстоятельство приводит молодого Гейзенберга в приподнятое настроение. Он способен проникнуться смутными чувствами Бора и понять его боль расставания с очевидностями классической физики. В метаниях от наглядности к трудно поддающейся пониманию абстракции именно эта приблизительность и скрытность и кажутся ему единственно уместным изображением квантовой теории: «...и почти за каждым тщательно сформулированным тезисом просматриваются длинные шеренги мыслей, из которых произнесению поддается лишь начало, а конец теряется в полутьме очень волнующей меня философской позиции» – так передает Гейзенберг настроение в аудитории.
И у него хватает самоуверенности, чтобы пробиться в философскую полутьму Бора и включить там освещение. Для большинства слушателей это первая встреча с Нильсом Бором, который к этому времени уже упоминается наравне с Альбертом Эйнштейном. Немецкие профессора в восторге. Они умеют оценить тот факт, что Бор игнорирует культурный бойкот против Германии, и потому упиваются визитом ведущего атомного теоретика. Бор возвращает достославному университету долгожданный международный лоск. Соответственно и ведущие представители немецкой науки с благодарностью и почтением слушают доклады знаменитого датчанина и в последующих дискуссиях задают свои сочувственные вопросы скорее сдержанно и уважительно, не отваживаясь на открытую критику. Тем более смущенно публика реагирует, когда в конце третьей лекции в задних рядах встает какой-то узкоплечий «белобрысый юнец», который мог попасть сюда и случайно, как «крестьянский парнишка или ученик столяра», и жестко возражает мастеру в определенном пункте.
А именно: Нильс Бор как раз собирался преподнести гёттингенской публике расчеты своего ассистента Хендрика Крамерса по расщеплению спектральных линий в электрическом поле в качестве подтверждения его центральной метафоры – атомарной планетной системы. Двадцатилетнему Гейзенбергу уже известна работа Крамерса, и теперь он беспощадно критикует ее за то, что она деликатно прибегает к классическим методам. Желая вскрыть ее принципиальную ошибку, он соглашается признать приведенные псевдодоказательства лишь в качестве предельного случая. Он без всяких затруднений демонстрирует потрясенному Бору недостатки расчетов во всех их постыдных подробностях.
«В дискуссии он храбро оборонялся, и мы дивились на него», – вспоминает будущий друг и коллега Гейзенберга Фридрих Хунд. Четвертый семестр, возмущаются авторитеты. Ведь он тогда еще даже не защитил диссертацию. Бор забеспокоился и дрогнул. Ему не удается парировать доводы Гейзенберга. Но он прекрасно видит, что ученик Зоммерфельда хорошо ориентируется в слабых местах его теории. По окончании мероприятия Бор приглашает молодого человека прогуляться – оценка, которой могли позавидовать многие профессора. Во время этой аудиенции на свежем воздухе Гейзенбергу становится ясно, что Бор в первую очередь философ и лишь потом физик. Который окружает картины атомарных процессов вопросительными знаками и преподносит с большим сомнением. Который скорее угадывает и чует их, вместо того чтобы выводить заключения. Который к собственной теории настроен более скептично, чем, например, Зоммерфельд. Который в принципе хоть и готов отступиться от наглядных описаний структуры атома, но еще не знает нового языка, на котором удалось бы добиться понимания.
Нильс Бор не мог знать вечером четырнадцатого июня 1922 года, что прогуливается по лесистому Хайнбергу на окраине Гёттингена с человеком, который сможет вывести квантовую теорию из кризиса. Однако столь же интуитивно, как он занимается своей атомной физикой, Бор выискивает людей, обладающих творческой силой и отвагой для разрешения внутренних противоречий квантовой теории. Приглашение на стажировку в Копенгаген этот студент вполне может расценивать как посвящение в рыцари.
Пока Арнольд Зоммерфельд осенью 1922 года уезжает на шесть месяцев в США в качестве приглашенного профессора, Гейзенберг учится у Макса Борна в Гёттингене, летом 1923 года защищает диссертацию у Зоммерфельда в Мюнхене и в октябре того же года возвращается в Гёттинген ассистентом Борна. К этому времени инфляция достигла своей абсурдной кульминации. Если за год перед тем Гейзенберг платил за пачку сливочного масла 750 марок, чтобы хозяйка, у которой он снимал комнату, могла при случае приготовить ему вечером жареный картофель, то теперь кило ржаного хлеба стоит полтриллиона марок. В тесном сотрудничестве с Борном Гейзенберг берется за основательную реформу квантовых закономерностей, которые положены в основу модели атома Бора – Зоммерфельда. Правда, их общие попытки спасти систему планетных орбит вращения электронов вокруг ядра, добавив новые законы, не привели к успеху. Родившуюся из усилий Гейзенберга работу Борн принимает в мае 1924 года в качестве заявки на доцентуру в университете.
Разумеется, Макс Борн и его ассистент Гейзенберг в Гёттингене хотят ни много ни мало как основать новую теорию атома. Та же честолюбивая идея движет и Нильсом Бором с его ассистентом Хендриком Крамерсом в Копенгагене. Сам Бор давно уже распрощался с пластичным, но уже несостоятельным представлением об атоме как о Солнечной системе в миниатюре. В поисках пути реформирования теории атома Бор ведет себя временами еще туманнее и загадочнее, чем прежде. Ради своей новейшей тезы он даже ставит под сомнение священный принцип сохранения энергии и причинно-следственную связь. И снова – типичные для Бора необоснованные допущения, которые он не может ни вывести, ни математически обосновать. Эйнштейн находит тезы своего друга Бора «отвратительными». В письме к Максу Борну он и вовсе грозит своим полным устранением из профессии. Ибо если работы над новыми квантовыми законами и дальше будут продвигаться в столь странном направлении, «то лучше я буду сапожником, а то и вовсе работником казино, чем физиком».
Запутался и Вольфганг Паули, еще один ученик Зоммерфельда. «Физика в данный момент снова сбилась с пути, для моего ума она, во всяком случае, непостижима, – кокетничает острый на язык профессор в мае 1925 года, – и я бы предпочел быть киношным комиком, никогда ничего не слыхавшим о физике». Давид Гильберт верит ему на слово. Знаменитый математик вещает из Гёттингена, что физика нынче и впрямь стала слишком трудна для физика. Только математик мог бы навести в ней порядок. Сам Гильберт, правда, благородно воздерживается от предложения решений.
Полгода спустя Гейзенберг наконец приезжает на вожделенную стажировку в копенгагенский институт Бора как стипендиат Рокфеллера и с первого дня прилежно изучает датский и английский языки. В следующие восемь месяцев он постоянно работает с Бором и его личным ассистентом Хендриком Крамерсом, который, помимо всего остального, превосходно играет на виолончели и фортепьяно. Сообща они оттачивают теорию, которая довела Эйнштейна и Паули до того, что те подумывали присмотреть себе менее изнурительное ремесло. Гейзенберг остается непоколебим в своем отрицании существующих положений и учится защищать свои мысли от доминирования Бора и его ассистента. Правда, одна компонента поднятой на смех теории задела его за живое. Это представление об атоме как скоплении колебаний, которые соответствуют наблюдаемому световому шоу спектральных линий. Математика этих колебаний позволяет – что Крамерс с блеском и доказывает – полностью рассчитать взаимодействия атома со светом любой частоты.
Значит, он все-таки мог бы, думает Гейзенберг, рассматривать не наблюдаемые напрямую движения электрона как наложение атомарных колебаний. Это была бы подходящая альтернатива расхожему представлению об орбитах электронов, тем более что сам он больше не участвовал в рассуждениях о модели планетного кругообращения.
Судьбоносная прогулка по гёттингенскому Хайнбергу получает свое подобающее продолжение в многодневных пеших странствиях по Дании. Тут Гейзенберг в своей стихии, тем более что бывший футболист Бор загорелся спортивным азартом, когда Гейзенберг на пляже вызвал его потягаться, кто дальше запустит плоский камешек скакать по поверхности моря и сможет попасть в плавающие буи. Когда молодой немец, полный задора, поднял с проселочной дороги камешек, швырнул его в очень далеко стоящий телеграфный столб и действительно попал в него «вопреки всякой вероятности», Бор мгновенно посерьезнел: «Целиться в столь отдаленный объект и потом попасть – это, разумеется, невозможно. Но если у тебя хватает наглости бросить камень в ту сторону, не целясь, и вообразить при этом абсурдную возможность, что попадешь, тогда, быть может, это и случится. Воображение... может оказаться сильнее, чем воля и тренировка».
В мае 1925 года Гейзенберг снова у Борна в Гёттингене и формулирует, независимо от контрагентов в Дании, классическим математическим методом недоступные для непосредственного наблюдения местонахождения и скорости электронов. Расчеты оказываются ближе к действительности, чем до сих пор. Свойства электронов, обозначаемые раньше как «скачки», «движения» и «время обращения», отныне определяются как наложения атомарных колебаний. Это значит: внимание Гейзенберга смещается. Он больше не потрясает и без того неприступную внутреннюю структуру атома. Вместо этого он выражает фактически наблюдаемыеспектральные линии и их интенсивность формально-математическим способом как колебательные состояния. Теперь ему предстоит освободить эту идею из корсета классической физики и перевести ее в подобающую квантовую форму.
