Текст книги "История лазера. Научное издание"

Автор книги: Марио Бертолотти

сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 52 страниц)

Благодаря связям с Движением Сопротивления, Бору и его жене удается в последнюю минуту ускользнуть от германских спецслужб. 29 сентября 1943 года Бор и его жена вышли из Копенгагена. К вечеру, пешком, они добрались до деревенского дома, где их ожидали его брат Харальд с сыном. Под покровом ночи тайно они покидают родину на рыбацком судне и переправляются в Швецию. �з шведского порта Лимхамн они доехали до Мальме, откуда на следующий день на поезде приехали в Стокгольм, где их встретил капитан Гит, который немедленно отправил в Англию сообщение о побеге. Бор оставался под надежной защитой в Стокгольме в течение нескольких дней, встречаясь с различными людьми и обсуждая различные проблемы. Наконец, 4 октября, была организована переправа Бора в Англию. После его отъезда, Гит и принимавшие Бора хозяева открыли бутылку шампанского, чтобы отметить успех предприятия. Однако вскоре после полуночи Бор был вынужден возвратиться в Стокгольм. Оказалось, что у самолета, на котором он должен лететь в Англию, проблемы с двигателем. Гит, вооруженный старым револьвером, всю ночь охранял спальню Бора. Наконец, на следующую ночь удача улыбнулась Бору. В Англию он летел в переполненном бомбардировщике. Место для ученого нашлось только в бомбовом отсеке. Кислородный шлем оказался Бору слишком мал, и, пока самолет шел на большой высоте, физик едва не погиб от удушья. Кроме того, как впоследствии выяснилось, летчики имели приказ в крайнем случае открыть бомбометательный люк: ученый ни в коем случае не должен был попасть в руки врага. К счастью, все обошлось. � уже из Англии Бор перебирается в США, где принимает участие в работах по созданию атомной бомбы.

6 декабря Бор прибыл в США вместе со своим сыном Оже, который позднее, в 1975 г., был награжден Нобелевской премией по физике вместе с Б. Р. Мотгельсоном и Л. Дж. Рейнвотером за открытие связи между коллективным движением и движением частиц в атомном ядре и разработку теории строения атомного ядра, основанной на этой связи. Бор принял участие в атомном проекте, правда, периферийным способом, т.е. значительным вкладом на основе своей теории деления ядра.

Нильс Хенрик Давид Бор скончался 18 ноября 1962 г. С 1965 г. �нститут Теоретической Физики носит его имя.

РћРЅ, пожалуй более чем кто РґСЂСѓРіРѕР№, имел фундаментальное влияние РЅР° развитие современной квантовой теории Рё был родоначальником того СЃРїРѕСЃРѕР±Р°, которым сегодня интерпретируются квантовые результаты Рё который обозначается как интерпретация копенгагенской школы. РћРЅ первым осознал, что его теория была лишь первым шагом Рє решению проблемы, РЅРµ имеющая твердых логических оснований, Рё, несмотря РЅР° ее успех, РѕРЅ добивался поставить ее РЅР° солидный фундамент Рё РЅРµ скрывал противоречий, которые РѕРЅР° содержала. Рљ тому времени, РєРѕРіРґР° РѕРЅ скончался РІ 1962 Рі., квантовая теория была полностью разработана следующими учеными: Луи РґРµ Бройлем (1892 1987), нобелевским лауреатом РїРѕ физике 1929 Рі. Р·Р° его открытие волновой РїСЂРёСЂРѕРґС‹ электрона, Вернером Гейзенбергом, нобелевским лауреатом РїРѕ физике 1932 Рі. Р·Р° рождение квантовой механики, применение которой было, inter alia, приведя Рє открытию аллотропических форм РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°, РСЂРІРёРЅРѕРј Шрёдингером Рё Полем Рђ. Рњ. Дираком (19021984), которые РѕР±Р° были награждены Нобелевской премией РїРѕ физике РІ 1933 Рі. Р·Р° открытие новых плодотворных форм атомных теорий, Рё РјРЅРѕРіРёРјРё РґСЂСѓРіРёРјРё. РћРЅР° полностью объяснила РїСЂРёСЂРѕРґСѓ атома, процесс излучения Рё поглощения света Рё обеспечила логическое основание СЏСЂРєРѕР№ интуиции Бора.

Р–РёР·РЅСЊ Рё личностные особенности Бора представлены РІ большом числе биографических описаний. РћРЅ прилагал большие усилия РІ написании СЃРІРѕРёС… работ. Рто всегда был долгий Рё трудоемкий период созревания. Более того, РѕРЅ отвергал сам процесс писания. Его первые работы, включая диссертацию, были продиктованы его матери, затем РѕРЅ диктовал жене Рё, наконец, длинному СЂСЏРґСѓ сотрудников, начиная СЃ Крамерса. Р’ то время, РєРѕРіРґР° РѕРЅ готовил СЃРІРѕСЋ теорию атома, уходила неделя Р·Р° неделей, РЅРѕ Бор РЅРµ публиковался. Резерфорд давил РЅР° него. Бор протестовал: Никто РЅРµ поверит РјРЅРµ, РїРѕРєР° СЏ РЅРµ СЃРјРѕРіСѓ объяснить каждый атом Рё молекулу. Резерфорд немедленно ответил: Бор, РѕР±СЉСЏСЃРЅРё атом РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°, РѕР±СЉСЏСЃРЅРё гелий, Рё каждый поверит всему остальному. Его привычка диктовать привела Рє РѕРґРЅРѕРјСѓ забавному СЌРїРёР·РѕРґСѓ, сообщенному физиком теоретиком Абрагамом Пайсом (19182000), автором успешной Рё исчерпывающей биографии. Бор переправлял речь, СЃ которой РѕРЅ должен был выступить РїРѕ случаю трехсотлетия рождения Ньютона:

Он стоял перед доской (где бы он не был, доска всегда была поблизости) и записывал некоторые общие темы, которые предполагалось обсудить. Одна из них должна была быть о гармонии чего-то с чем-то. � Бор написал слово "гармония". Оно выглядело более или менее как это:

Однако, по мере того, как обсуждение продолжалось, Бор становился все более неудовлетворенным использованием гармонии. Он беспокойно кружил у доски. Затем остановился, и его лицо просветлело. "Я нашел. Мы должны заменить гармонию на согласованность". �так, он снова взял мел, постоял немного перед тем, что он написал прежде, и затем сделал единственное изменение:

"С одним триумфальным ударом мела по доске"

РЎ Рйнштейном Бор был РІ самых дружеских отношениях, РЅРѕ СЃ тех РїРѕСЂ как РѕРЅ РѕР±СЉСЏРІРёР» Принцип Дополнительности, РѕР±Р° непрерывно спорили Рѕ смысле квантовой механики. Однажды, РІРѕ время посещения Бором Р�нститута прогрессивных исследований РІ Принстоне, постоянным членом которого РѕРЅ был, Бор захотел записать что-то РёР· аргументов, Рё, как обычно, ему нужен был секретарь. РћРЅ позвал Пайса, который был РІ институте, Рё РїРѕРїСЂРѕСЃРёР» его присесть:

Р� тут же, как вспоминал Пайс, РѕРЅ стал возбужденно ходить взад Рё вперед РІРѕРєСЂСѓРі продолговатого стола РІ центре комнаты. Затем РѕРЅ СЃРїСЂРѕСЃРёР» меня, РЅРµ СЃРјРѕРіСѓ ли СЏ записать несколько предложений, которые РїСЂРёРґСѓС‚ ему РІ голову РІРѕ время его хождения. Следует сказать, что РІРѕ время таких ситуаций Бор РЅРёРєРѕРіРґР° РЅРµ имел полностью законченных предложений. РћРЅ часто задерживал РѕРґРЅРѕ слово, растягивал его, стараясь найти нужное продолжение. Рто могло продолжаться несколько РјРёРЅСѓС‚. Р’ тот момент этим словом было "Рйнштейн". Р�так, Бор почти бегал РІРѕРєСЂСѓРі стола, повторяя "Рйнштейн ... Рйнштейн". Спустя некоторое время РѕРЅ подошел Рє РѕРєРЅСѓ, уставился РЅР° него, повторяя РІСЃРµ время: "Рйнштейн ...Рйнштейн".

Р’ этот момент дверь тихо отворилась, Рё Рйнштейн вошел РЅР° цыпочках. РћРЅ сделал РјРЅРµ знак, приложив палец Рє губам, молчать СЃ мальчишеской улыбкой. РќР° цыпочках РѕРЅ РїСЂСЏРјРѕ направился Рє Р±РѕСЂРѕРІСЃРєРѕР№ банке СЃ табаком, которая стояла РЅР° столе, Р·Р° которым СЏ сидел. Р’СЃРµ это время ничего РЅРµ подозревающий Бор стоял Сѓ РѕРєРЅР°, бормоча "Рйнштейн ...Рйнштейн...".

Затем Бор СЃ твердым "Рйнштейн" повернулся, Рё РѕР±Р° оказались лицом Рє лицу. Бор молчал, Р° Рйнштейн РѕР±СЉСЏСЃРЅРёР», что врач запретил ему покупать табак, Рё это РЅРµ кража, Р° просто то, что ему нужно. Нет необходимости говорить, что РІСЃРµ трое разразились смехом.

Теперь самое время поговорить РѕР± Рйнштейне Рё его достижениях РІ теории света.

ГЛАВА 5

РЙНШТЕЙН

Альберт Рйнштейн, всемирно известен благодаря теории относительности, которую разрабатывал между 1905 Рі. (РєРѕРіРґР° была сформулирована специальная теория относительности) Рё 1915 Рі. (РєРѕРіРґР° была сформулирована общая теория относительности). РќРѕ только специалисты знают Рѕ его фундаментальных достижениях РІ области РїСЂРёСЂРѕРґС‹ света, которые были получены РІ это же время. Рти достижения имели исключительную важность для изобретения мазера, Р° затем Рё лазера.

Новалис, энтузиаст науки Рё немецкий РїРѕСЌС‚ романтик XVIII РІ., сказал: Теории РїРѕРґРѕР±РЅС‹ рыболовной снасти: только тот получит улов, кто ее забрасывает. Расширяя эту метафору, РјС‹ можем сказать, что РІ XX РІ. веке РЅРµ было более удачливого рыболова. Р’ 1905 Рі. его annus mirabilis (сравнимый, может быть, СЃ памятным 1666 РіРѕРґРѕРј, РІ котором Р�саак Ньютон задумал большинство идей, которые управляли наукой РІ течение более чем РґРІСѓС…СЃРѕС‚ лет) Альберт Рйнштейн опубликовал РІ РѕРґРЅРѕРј Рё том же томе немецкого научного журнала Annalen der Physik три статьи, каждая РёР· которых содержала РЅРµ только важные научные результаты, РЅРѕ выдвигала РѕСЃРЅРѕРІС‹ новых Рё значительных областей фундаментальной науки, что РјС‹ Рё опишем ниже.

Молодой Рйнштейн

Кто же был этот человек, Альберт Рйнштейн, который, будучи техническим экспертом третьего класса РІ Швейцарском патентном Р±СЋСЂРѕ Берна, РІ возрасте 26 лет, РІ СЃРІРѕРµ СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕРµ время изобретал новые методы статистической механики, ввел кванты света, дал доказательства существования атомов, Рё решил проблему точной формулировки электродинамики движущихся тел, проблему, над которой безуспешно бились наиболее влиятельные исследователи того времени, такие как Хендрик Антон Лоренц Рё РђРЅСЂРё Пуанкаре (18541912), Рё РІ результате которой была построена новая теория пространства Рё времени?

Немец РїРѕ национальности, еврей РїРѕ происхождению Рё возмутитель РїРѕ призванию, Рйнштейн двойственно реагировал РЅР° эти три природных дарования. РћРЅ выбросил Р·Р° Р±РѕСЂС‚ СЃРІРѕСЋ немецкую национальность РІ возрасте 16 лет; 20 лет спустя, после того, как РѕРЅ стал швейцарцем, РѕРЅ поселился РІ Берлине, РіРґРµ оставался РІСЃРµ время Первой РјРёСЂРѕРІРѕР№ РІРѕР№РЅС‹; после поражения, потерпевшего Германией РІ 1918 Рі., РѕРЅ продолжал СЃРІРѕСЋ Р±РѕСЂСЊР±Сѓ Р·Р° германские гражданские права Рё отказался РѕС‚ гражданства второй раз, РєРѕРіРґР° Гитлер пришел Рє власти. РўРѕС‚ факт, что РѕРЅ признавал СЃРёРѕРЅРёР·Рј, было подтверждением его еврейства, РЅРѕ верность ему РѕРЅ РЅРµ оправдывал РјРЅРѕРіРѕ раз.

РћРЅ родился 14 марта 1879 Рі. РІ Ульме, древнем немецком РіРѕСЂРѕРґРµ, памятном как место разгрома австрийцев Наполеоном РІ 1805 Рі. Р�нтересно отметить, что РІ РіРѕРґ рождения Рйнштейна родился Макс фон Лауэ (18791960), открыватель дифракции рентгеновских лучей Рё нобелевский лауреат РїРѕ физике Р·Р° его открытие дифракции рентгеновских лучей РІ кристаллах. Р’ этот же РіРѕРґ родился С…РёРјРёРє Отго Ганн (18791968), лауреат Нобелевской премии РїРѕ С…РёРјРёРё 1944 Рі. Р·Р° открытие деления тяжелых ядер. Также Ганн открыл радиоторий Рё протактиний, Р° вместе СЃ Лизой Мейтнер (1878 1968) Рё Фрицем Штрасманом (19021980) деление ядер. Р’ этот же РіРѕРґ умер Джеймс Клерк Максвелл, основатель современной теории электромагнетизма.

Семья Рйнштейна происходила РёР· маленького, тихого немецкого РіРѕСЂРѕРґРєР° Бухау РЅР° пути Рє озеру Констанц. Там жили евреи, которые уже РЅРµ соблюдали религиозных правил Рё обычаев. Р’ 1880 Рі. семья перебралась РІ Мюнхен, РіРґРµ отец Рйнштейна инженер РїРѕ профессии, открыл РІ партнерстве СЃРѕ СЃРІРѕРёРј братом маленькую электрохимическую мастерскую. Р’ следующем РіРѕРґСѓ родилась единственная сестра Альберта, Рє которой РѕРЅ был очень привязан. Молодого Альберта описывают как скрытного, меланхоличного Рё задумчивого мальчика, который РїРѕР·РґРЅРѕ стал говорить, РЅРµ любил физической активности Рё РёРіСЂ СЃ РґСЂСѓРіРёРјРё мальчиками. РљРѕРіРґР° ему было четыре или пять лет, произошло нечто, глубоко потрясшее его: отец показал ему карманный компас, который постоянно указывал РѕРґРЅРѕ Рё то же направление, РїРѕРІРёРЅСѓСЏСЃСЊ невидимой Рё таинственной силе, как Р±С‹ РЅРµ вертели компас.

Спустя некоторое время, когда ему было пять или шесть лет, он с большим рвением стал учиться играть на скрипке, больше получая удовольствие от самой игры нежели от мастерства исполнения. Он поступил в католическую начальную школу, так как это было наиболее удобно, и оказался евреем среди христиан; а среди евреев он был аутсайдером, подобно членам его семьи. Позднее, в возрасте 10 лет, он перешел в гимназию, но был нетерпим к строгой дисциплине, диктаторскому духу и отсутствию свободы. В гимназии его заставляли учить латинскую и греческую грамматику, что мешало его изучению математики и физики, интерес к которым он получил от своего дяди Якоба инженера. Алгебра веселая наука любил он говорить. Мы идем на охоту за маленьким зверем, название которого мы не знаем, так что мы называем его х. Когда мы подстрелим нашу дичь, мы набрасываемся на нее и даем ей ее собственное название.

Р’ то время Рйнштейн прочел РєРЅРёРіСѓ РїРѕ геометрии Рвклида Рё серию популярных РєРЅРёРі РїРѕ науке Рё познакомился СЃ принципами дифференциального Рё интегрального исчисления. Окружающим юный Рйнштейн казался несчастным Рё подавленным аутсайдером. Учителя обвиняли его РІ плохом влиянии РЅР° соучеников. РќРѕ даже если его детство Рё было ничем непримечательным, его школьная жизнь, вопреки тому, что написано РІ некоторых биографиях, была достаточно СЏСЂРєРѕР№.

Однажды РІ гимназии учитель РїРѕРїСЂРѕСЃРёР» его выйти РёР· класса. Рйнштейн ответил, что РЅРµ будет этого делать. РўРѕРіРґР° учитель сказал: Хорошо. РќРѕ СЃСЏРґСЊ РЅР° последний СЂСЏРґ. РўРІРѕРё ухмылки оскорбляют учителя, которому нужно чувствовать уважение класса. Р’ это время РІ нем росло чувство антагонизма Рє официальности Рё Рє имперской Германии, чувство, которое РЅРёРєРѕРіРґР° РЅРµ покидало его.

Первоначально процветающая мастерская его отца перестала приносить РґРѕС…РѕРґС‹, Рё братья Герман Рё РЇРєРѕР± Рйнштейны приняли приглашение переехать РІ Р�талию. Семьи вначале перебрались РІ Милан РІ 1894 Рі., Р° РЅР° следующий РіРѕРґ РІ Павию, РіРґРµ открыли РЅРѕРІСѓСЋ мастерскую. Альберт оставался РІ Мюнхене, чтобы продолжить учение, РЅРѕ РІ начале весны 1895 Рі., имея РЅР° руках свидетельство врача Рѕ нервном расстройстве, РѕРЅ получил разрешение оставить гимназию, которую РѕРЅ ненавидел, Рё присоединился Рє родителям РІ Р�талии, которые так Рё РЅРµ узнали, что врачебное свидетельство было инициативой самого Альберта. РћРЅ обещал родителям, что сам подготовится Рє вступительным экзаменам РІ Цюрихский Политехникум Рё сообщил РёРј, что намерен аннулировать СЃРІРѕРµ германское гражданство, что РѕРЅ Рё сделал позднее, РєРѕРіРґР° поступил РІ Политехникум. Будучи убежденным антимилитаристом, возможно, таким образом, РѕРЅ хотел избежать военной службы РІ немецкой армии.